怎么高效地拼接字符串

這篇文章主要為大家展示了“怎么高效地拼接字符串”，內容簡而易懂，條理清晰，希望能夠幫助大家解決疑惑，下面讓小編帶領大家一起研究并學習一下“怎么高效地拼接字符串”這篇文章吧。

不久前，因為一些原因，我們決定用 Go 語言對一個 Java  項目進行重構。這個項目的業務非常簡單，在實現簡單業務的簡單功能時，需要將幾組短字符串按順序拼接成一個長字符串。毋庸置疑，使用 +  操作符，是常用的字符串拼接方法，這在很多編程語言中都適用，Go 也不例外。

功能重構很快完成了，但在代碼 review 環節時，對新語言的好奇心頻頻冒出，Go  語言中是否有其他更為高級或者靈活的方法呢?經過一番調研嘗試，初步得出使用 strings.Builder 是性能最優的結論，于是，決定用它替換 +  操作符，并部署到線上。

幾個月后，該項目在原基礎上需求有所增加。再次面對該代碼，心情也發生了變化，使用 strings.Builder 固然可行，但它需要三行代碼，相比之下，用  + 操作符一行代碼便能實現。在簡潔性和高效性之間，該如何抉擇呢?Go 語言中，是否有魚和熊掌兼得的方法?

抱著這樣的心思，我總結出 Go 語言中至少有 6 種關于字符串的拼接方式。但新問題也隨之產生了，為何 Go  語言支持如此多種拼接方式?每種方式的存在，其背后的原因和邏輯又是什么呢?

讓我們先分兩種常用場景、兩種字符串長度進行對比看看。

一、不同情景下的效率測試

待拼接字符串長度、次數已知，可一次完成字符串拼接，測試結果如下：

32 字節以下。

超過 32 字節，未超過 64 字節。+ 操作符發生了一次內存分配，但效率依然很高。bytes.Buffer 高于  strings.Builder。

64 字節以上。+ 操作符優勢依然明顯，strings.Join() 也不甘示弱。

待拼接字符串長度、次數未知，需要循環追加完成拼接操作，測試結果如下：

32 字節以下。+ 每次拼接都會生成新字符串，導致大量的字符串創建、替代。

超過 32 字節，未超過 64 字節。bytes.Buffer 發生 2 次內存分配。

64 字節以上。bytes.Buffer 優勢已然不再， strings.Builder 一騎絕塵。不過，這似乎還不是最終的結果。

大量字符串拼接，終于要使出 strings.Builder 的必殺器 Grow() 了，bytes.Buffer 也有 Grow()  方法，但似乎作用不大。

二、原理分析

從上面的測試結果可以看出，在不同情況下，每種拼接方式的效率都不同，為什么會這樣呢?那就得從它們的拼接原理說起。

+ 操作符，也叫級聯符。它使用簡單、應用廣泛。

res := "發" + "發"

拼接過程：

1.編譯器將字符串轉換成字符數組后調用 runtime/string.go 的 concatstrings() 函數

2.在函數內遍歷字符數組，得到總長度

3.如果字符數組總長度未超過預留 buf(32字節)，使用預留，反之，生成新的字符數組，根據總長度一次性分配內存空間

4.將字符串逐個拷貝到新數組，并銷毀舊數組

+= 追加操作符，與 + 操作符相同，也是通過 runtime/string.go的concatstrings()  函數實現拼接，區別是它通常用于循環中往字符串末尾追加，每追加一次，生成一個新的字符串替代舊的，效率極低。

res := "發"   res += "發"

拼接過程：

1.同上

bytes.Buffer ，在 Golang 1.10 之前，它是循環中往末尾追加效率最高的方法，尤其是當拼接的字符串數量較大時。

var b bytes.Buffer    // 創建一個 buffer b.WriteString("發")   // 將字符串追加到buffer上  b.WriteString("發")    b.String()            // 取出字符串并返回

拼接過程：

1.創建 []byte ，用于緩存需要拼接的字符串

2.首次使用 WriteString() 填充字符串時，由于字節數組容量為 0 ，最少會發生 1 次內存分配

3.待拼接字符串長度小于 64 字節，make 一個長度為字符串總長度，容量為 64 字節的新數組

4.待拼接字符串超過 64 字節時動態擴容，按 2* 當前容量 + 待拼接字符長度 make 新字節數組

5.將字節數組轉換成 string 類型返回

strings.Builder 在 Golang 1.10 更新后，替代了byte.Buffer，成為號稱效率最高的拼接方法。

var b strings.Builder    b.WriteString("發")     b.WriteString("發")  b.String()

拼接過程：

1.創建 []byte，用于緩存需要拼接的字符串

2.通過 append 將數據填充到前面創建的 []byte 中

3.append 時，如果字符串超過初始容量 8 且小于 1024 字節時，按乘以 2 的容量創建新的字節數組，超過 1024 字節時，按 1/4  增加

4.將老數據復制到新創建的字節數組中 5.追加新數據并返回

strings.Join() 主要適用于以指定分隔符方式連接成一個新字符串，分隔符可以為空，在字符串一次拼接操作中，性能僅次于 + 操作符。

strings.Join([]string{"發", "發"}, "")

拼接過程：

1.接收的是一個字符切片

2.遍歷字符切片得到總長度，據此通過 builder.Grow 分配內存

3.底層使用了 strings.Builder，每使用一次 strings.Join() ，都會創建新的 builder 對象

fmt.Sprintf()，返回使用 format  格式化的參數。除了字符串拼接，函數內還有很多格式方面的判斷，性能不高，但它可以拼接多種類型，字符串或數字等。

fmt.Sprintf("str1 = %v,str2 = %v", "發", "發")

拼接過程:

1.創建對象

2.字符串格式化操作

3.將格式化后的字符串通過 append 方式放到[] byte 中

4.最后將字節數組轉換成 string 返回

三、結論

在待拼接字符串確定，可一次完成字符串拼接的情況下，推薦使用 + 操作符，即便 strings.Builder 用 Grow()  方法預先擴容，其性能也是不如 + 操作符的，另外，Grow()也不可設置過大。

在拼接字符串不確定、需要循環追加字符串時，推薦使用 strings.Builder。但在使用時，必須使用 Grow() 預先擴容，否則性能不如  strings.Join()。

以上是“怎么高效地拼接字符串”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內容對大家有所幫助，如果還想學習更多知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！