C# String 字符拼接测试(“+”、string.Format、StringBuilder 比较)

对于字符串的拼接本身一直有疑问,在什么时候该用什么方法来拼接?哪一种方法更好、更适合。html

几种方法算法


一、“+” 拼接字符串
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如今在 C# 中,字符串进行拼接,能够直接用 “+” 并且能够直接用于数字类型的而没必要转换(整形、浮点等均可以)性能

string a = "1"; a = a + "1"; string b = "2" + 1.2345;

对于使用多个 “+” 的,编译器会优化为:测试

string a = "a" + 1 + "b" + 2 + "c" + 3 + "d" + 4; string a = string.Concat(new string[]{});

经过分析string.Concat(params string[] values)的实现能够知道:先计算目标字符串的长度,而后申请相应的空间,最后逐一复制,时间复杂度为o(n),常数为1。优化

固定数量的字符串链接效率最高的是+。ui

可是字符串的连+不要拆成多条语句,好比:spa

string a = "a"; a += 1; a += "b"; a += 2; a += "c"; a += 3;

这样的代码,不会被优化为string.Concat,就变成了性能杀手,由于第i个字符串须要复制n-i次,时间复杂度就成了o(n^2)。.net

那么用 “+” 拼接字符串也是要正确运用。pwa

二、string.Format 拼接字符串

该形式能够同时拼接多个字符串

string.Format("{0}{1}{2}{3}","a","b","c","d");

它的底层是 StringBuilder,在此基础进行了多层的封装,说是效率和 StringBuilder 差很少,这个不清楚,能够看下面的实验;

三、StringBuilder 拼接字符串

StringBuilder str = new StringBuilder(); str.Append("a");

StringBuilder 只分配一次内存,若是第二次链接内存不足,则修改内存大小;它每次默认分配16字节,若是内存不足,则扩展到32字节,若是仍然不足,继续成倍扩展。

若是频繁的扩展内存,效率大打折扣,由于分配内存,时间开销相对比较大。若是事先能准确估计程序执行过程当中所须要的内存,从而一次分配足内存,效率大大提升。

若是字符串的数量不固定,就用StringBuilder,通常状况下它使用2n的空间来保证o(n)的总体时间复杂度,常数项接近于2。

由于这个算法的实用与高效,.net类库里面有不少动态集合都采用这种牺牲空间换取时间的方式,通常来讲效果仍是不错的。

四、List<string> 拼接字符串

List<string> str =new List<string>(); str.Add("1"); str.Add("a"); str.Add("2"); str.Add("b"); string.Join("",str);

它能够转换为string[]后使用string.Concat或string.Join,不少时候效率比StringBuiler更高效。List与StringBuilder采用的是一样的动态集合算法,时间复杂度也是O(n),与StringBuilder不一样的是:List的n是字符串的数量,复制的是字符串的引用;StringBuilder的n是字符串的长度,复制的数据。不一样的特性决定的它们各自的适应环境,当子串比较大时建议使用List<string>,由于复制引用比复制数据划算。而当子串比较小,好比平均长度小于8,特别是一个一个的字符,建议使用StringBuilder。

MSDN中关于StringBuilder的性能注意事项:

Concat 和 AppendFormat 方法都将新数据串连到一个现有的 String 或 StringBuilder 对象。String 对象串联操做老是用现有字符串和新数据建立新的对象。StringBuilder 对象维护一个缓冲区,以便容纳新数据的串联。若是有足够的空间,新数据将被追加到缓冲区的末尾;不然,将分配一个新的、更大的缓冲区,原始缓冲区中的数据被复制到新的缓冲区,而后将新数据追加到新的缓冲区。

String 或 StringBuilder 对象的串联操做的性能取决于内存分配的发生频率。String 串联操做每次都分配内存,而 StringBuilder 串联操做仅当 StringBuilder 对象缓冲区过小而没法容纳新数据时才分配内存。所以,若是串联固定数量的 String 对象,则 String 类更适合串联操做。这种状况下,编译器甚至会将各个串联操做组合到一个操做中。若是串联任意数量的字符串,则 StringBuilder 对象更适合串联操做;例如,某个循环对用户输入的任意数量的字符串进行串联。

 

测试

测试1:

 

Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start(); string a = "1"; for (int i = 0; i < 1000000; i++) { a = a + "1" ; } watch.Stop(); Console.WriteLine("+ 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms"); string b = "1"; watch.Restart(); for (int i = 0; i < 1000000; i++) { b = string.Format("{0}{1}", b, "1"); } watch.Stop(); Console.WriteLine("Format 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms"); StringBuilder str = new StringBuilder(); char charT = '1'; watch.Restart(); for (int i = 0; i < 1000000; i++) { str.Append("1"); } watch.Stop(); Console.WriteLine("StringBuilder 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms");

 

对上面的几种分别进行100000 次循环,并计时,结果是:

 

进行1000000 次循环拼接字符串时,时间太长,没有截图

 从上面两个来看,String.Format 效率并不高,远远达不到 StringBuildr 的效率,也差于 “+” 拼接字符串;

对代码进行改进:

Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start(); string a = "1"; for (int i = 0; i < 100000; i++) { a = a + "1" + "1" + "1" + "1" + "1" + "1" + "1" + "1" + "1" + "1"; } watch.Stop(); Console.WriteLine("+ 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms"); string b = "1"; watch.Restart(); for (int i = 0; i < 100000; i++) { b = string.Format("{0}{1}{2}{3}{4}{5}{6}{7}{8}{9}{10}", b, "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1"); } watch.Stop(); Console.WriteLine("Format 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms"); StringBuilder str = new StringBuilder(); char charT = '1'; watch.Restart(); for (int i = 0; i < 100000; i++) { str.Append(charT, 10); } watch.Stop(); Console.WriteLine("StringBuilder 用时:" + watch.ElapsedMilliseconds + " ms");

 

进行 100000 次循环,每次进行10个字符,结果以下:

从这个结果看,String.Format 效率仍是较差。

 

文章中部分引用自:

https://www.cnblogs.com/popzhou/p/3676691.html

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