[Java] StringBuilder 메서드 정리

 

알고리즘 문제를 풀며 자주 사용했던 StringBuilder를 더 깊이 공부하고, 주요 메서드를 정리했습니다. StringBuilder는 문자열을 효율적으로 다룰 수 있는 강력한 도구로, 이를 잘 활용하면 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

1. StringBuilder란?

StringBuilder는 가변(mutable) 문자열을 처리하기 위해 Java 1.5(Java 5)에서 도입된 클래스입니다. Java의 String 클래스는 불변(immutable)이기 때문에 문자열을 조작할 때마다 새로운 객체가 생성되는데, 이는 성능 문제를 야기할 수 있습니다. 반면 StringBuilder는 기존 객체를 수정하여 효율적으로 문자열을 조작할 수 있습니다.

 

StringBuilder의 특징

• 가변성: 문자열을 추가, 수정, 삭제할 때 기존 객체를 재사용합니다.
• 싱글 스레드 환경에 최적화: 동기화를 지원하지 않으므로 멀티스레드 환경에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
• 성능: String보다 빠르고, 멀티스레드 동기화를 지원하는 StringBuffer보다 가볍고 빠릅니다.

 

2. StringBuilder의 생성자

StringBuilder는 다양한 방법으로 객체를 생성할 수 있습니다:

 

2.1 기본 생성자

빈 문자열로 초기화합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder();

2.2 문자열을 인자로 받는 생성자

초기 문자열 값을 설정할 수 있습니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");

 

2.3  초기 용량을 설정하는 생성자

초기 용량을 설정하여 성능을 최적화할 수 있습니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder(50);  // 초기 용량을 50으로 설정

 

3. StringBuilder의 주요 메서드

3.1 append()

문자열의 끝에 문자열, 숫자, 문자 등을 추가합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.append(" World");
sb.append(123);
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello World123

• 다양한 타입(String, char, int, boolean, double 등)을 받을 수 있어 편리합니다.
• 반환 타입이 StringBuilder이므로, 메서드 체이닝이 가능합니다:

sb.append(" World").append(123).append('!');

 

3.2 insert()

지정된 위치에 문자열이나 값을 삽입합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.insert(5, " Java");
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello Java

• 특정 인덱스에 값을 삽입할 수 있으며, 이 때 문자열이 자동으로 오른쪽으로 이동합니다.
• 다양한 타입(String, char, int 등)을 삽입할 수 있습니다.

3.3 delete()  deleteCharAt()

문자열의 특정 부분을 삭제합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
sb.delete(5, 11);  // 인덱스 5부터 11 이전까지 삭제
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello

sb.deleteCharAt(0);  // 첫 번째 문자 'H' 삭제
System.out.println(sb.toString());  // 출력: ello

• delete(int start, int end): 특정 범위(start ~ end-1)의 문자열을 삭제합니다.
• deleteCharAt(int index): 특정 인덱스의 문자 하나를 삭제합니다.

3.4 replace()

특정 인덱스 범위의 문자열을 다른 문자열로 교체합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
sb.replace(6, 11, "Java");
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hello Java

• replace(int start, int end, String str): 인덱스 start부터 end-1까지의 문자열을 str로 대체합니다.

3.5 reverse()

문자열을 반전시킵니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.reverse();
System.out.println(sb.toString());  // 출력: olleH

• 간단한 메서드로 문자열을 뒤집을 수 있어 알고리즘 문제에서 유용하게 사용할 수 있습니다.

3.6 setCharAt()

특정 인덱스의 문자를 변경합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
sb.setCharAt(1, 'a');
System.out.println(sb.toString());  // 출력: Hallo

• 지정된 인덱스의 문자 하나를 교체할 수 있습니다.

3.7 substring()

String 클래스의 substring()과 비슷하게, StringBuilder의 문자열 일부를 추출할 수 있습니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello World");
String sub = sb.substring(6, 11);
System.out.println(sub);  // 출력: World

• substring(int start, int end): start부터 end-1까지의 문자열을 반환합니다.

3.8 length()와 capacity()

• length(): 현재 StringBuilder의 문자열 길이를 반환합니다.
• capacity(): 현재 StringBuilder의 용량(메모리 크기)을 반환합니다. 문자열의 길이보다 크며, 필요에 따라 자동으로 증가합니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder("Hello");
System.out.println(sb.length());   // 출력: 5
System.out.println(sb.capacity()); // 기본 용량 16 + 문자열 길이 5 = 21

3.9 trimToSize()

StringBuilder의 실제 문자열 길이에 맞춰 용량을 줄입니다. 메모리 최적화에 유용할 수 있습니다.

StringBuilder sb = new StringBuilder(50);
sb.append("Hello");
sb.trimToSize();
System.out.println(sb.capacity());  // 출력: 5 (Hello의 길이)

 

4. StringBuilder의 성능 최적화 팁

• 초기 용량 설정: 반복적인 추가 작업이 예상되는 경우, 초기 용량을 설정하여 메모리 할당을 줄일 수 있습니다.
• 메서드 체이닝 활용: append() 메서드처럼 반환값이 StringBuilder인 메서드를 연결하여 한 줄에 여러 작업을 수행할 수 있습니다.
• 메모리 최적화: 작업이 끝난 후 trimToSize() 메서드를 사용하여 불필요한 용량을 줄일 수 있습니다.

 

5. StringBuilder 사용 시 주의사항

• 멀티스레드 환경에서 사용하지 말 것: StringBuilder는 동기화를 지원하지 않으므로 멀티스레드 환경에서는 StringBuffer를 사용하는 것이 안전합니다.
• 변경이 적은 문자열에는 String 사용: 불필요하게 StringBuilder를 사용하는 것보다, 변경이 거의 없는 문자열에는 String을 사용하는 것이 더 적합합니다.