Lua—String拼接几种方式及相应性能权衡

1.可以使用连接操作符..来进行字符串连接。

• 如果操作数中存在数值，那么lua语言会先把数值转换成字符串 。

"Hello" .. "World"   -->  Hello World

"result is" .. 3          -->  result is 3

• 在某些语言中，字符串连接使用的是加号，但实际上lua中，3+5和3..5是不一样的。

print(3 + 5)   -->  8

print(3 .. 5)   -->   35

• 使用限制：

• 连接的元素只能是数字或字符串

• 在连接数字时，与数字中间一定要有空格，不然会报错。在书写时，最好保证无论连接什么类型，..左右都有空格。

print(3..5)    -->  script.lua:2: malformed number near '3..'

print(3 .. {})  -->    script.lua:2: attempt to concatenate a table value
stack traceback:
	script.lua:2: in main chunk
	[C]: in ?

Exited with error status 1

• 性能分析：

使用运算符..，每次拼接都需要申请新的空间，旧的 result 对应的空间会在某时刻被Lua的垃圾回收期GC，且随着result不断增长，越往后会开辟更多新的空间，并进行拷贝操作，产生更多需要被GC的空间，所以性能降低。 

2.使用 table.concat () 函数来进行字符串连接。

•  table.concat(table, sep, start, end)函数列出table数组部分从start位置到end位置的所有元素，元素之间以分隔符sep隔开。 

  fruits = {“banana”, “orange”, “apple”}
  print(table.concat(fruits)) --> bananaorangerapple
  print(table.concat(fruits,”,”)) --> banana,orange,apple print(table.concat(fruits, ”,”, 2, 3)) --> orange, apple

• 使用限制：

• 连接元素必须是字符串或数字。

• 必须先把所有待拼接元素放入一个table里面，使用起来可能不太方便

• 源码：

• concat内部实现函数是tocancat，如下：

  static const lua_Reg tab_funcs[] = { {"concat", tconcat}, ... }

• 下面简单解释一下toconcat函数

  static int tconcat (lua_State *L) { // table.concat的参数都存放在栈上，可以简单理解为： // 栈1号位存的是table // 栈2号位存的是sep // 栈3、4号位存的是起始(start)和结束(end)的位置

  // 先从2号位置取出sep，如果2号位置是nil,即没有指定sep，则sep=""
  const char *sep = luaL_optlstring(L, 2, "", &lsep);
  
      // 检查栈1号位置存的数据类型是否是一个table
  luaL_checktype(L, 1, LUA_TTABLE);
  
  // i table起始索引,如果起始索引为nil，则默认从1开始
  i = luaL_optint(L, 3, 1);
  
      // last table结束索引，如果结束索引为nil，则默认为table数组部分大小。
  last = luaL_opt(L, luaL_checkint, 4, luaL_getn(L, 1));
  
      // 申请一块buff，存合并后的数据，初始buff大小为8192
      // 当buff大小用完后就直接用luaV_concat在栈上做字符串连接
  luaL_buffinit(L, &b);
  
      // 把table里面索引从i到last的值取出来，并放到buff里面，buff大小为BUFSIZ(8192)
      // 每当写满一个buff，就把buff生成一个TString，并放到栈上，并把buff清空重新写
  for (; i < last; i++) {
  	addfield(L, &b, i);
  	luaL_addlstring(&b, sep, lsep);
  }
  
  // 把最后一个元素放入buff
  // 把buff生成一个TString，并放到栈上
  if (i == last) 
  	addfield(L, &b, i);
  
  // 把栈上之前所有生成的TString通过luaV_concat（就是 .. 语法糖的合并函数）合并成一个TString，放到栈上，相当于返回值，供上层函数取用
  luaL_pushresult(&b);
  return 1;
  

  }

• 性能分析：

    从源码上看，table.concat没有频繁申请内存，只有当写满一个8192的BUFF时，才会生成一个TString，最后生成多个TString时，会有一次内存申请并合并。在大规模字符串合并时，应尽量选择这种方式。

    table.concat 底层拼接字符串的方式也是使用运算符.. ，但是其使用算法减少了使用运算符..的次数，减少了GC，从而提高效率。

3.使用格式化string.format(“%s%s%s”,str1,str2,str3)进行字符串拼接

Lua string模块内置的format函数，和c语言的printf类似，可以将不同类型的数据格式化成字符串。

• 格式：string.format(fmt, [...])

• 格式化字符串可能包含一下转义码：

  %c - 接受一个数字, 并将其转化为ASCII码表中对应的字符 %d, %i - 接受一个数字并将其转化为有符号的整数格式 %o - 接受一个数字并将其转化为八进制数格式 %u - 接受一个数字并将其转化为无符号整数格式 %x - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用小写字母 %X - 接受一个数字并将其转化为十六进制数格式, 使用大写字母 %e - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用小写字母e %E - 接受一个数字并将其转化为科学记数法格式, 使用大写字母E %f - 接受一个数字并将其转化为浮点数格式 %g(%G) - 接受一个数字并将其转化为%e(%E, 对应%G)及%f中较短的一种格式 %q - 接受一个字符串并将其转化为可安全被Lua编译器读入的格式 %s - 接受一个字符串并按照给定的参数格式化该字符串

• 为进一步细化格式，可以在%号后面添加参数，参数将以如下的顺序读入：

• 符号：一个+号表示其后的数字转义符将让正数显示正号，默认情况下只有负数显示符号。

• 占位符：一个0，在后面指定了字符串宽度时占位用，不填0时的默认占位符是空格。

• 对齐标识：在指定了字符串宽度时，默认为右对齐，增加-号可变为左对齐。

• 宽度数值

• 小数位数/字串裁切：在宽度数值后增加的小数部分n, 若后接f(浮点数转义符, 如%6.3f)则设定该浮点数的小数只保留n位, 若后接s(字符串转义符, 如%5.3s)则设定该字符串只显示前n位。

• 实例：

  string1 = "mynameisbb"; number1 = 123456 number2 = 123.456 print(string.format("%.4s,%+08d,%.2f",string1,number1,number2)) --> myna,+0123456,123.46

• 性能分析：

• 字符串的连接指令比格式化要安全一些，因为格式化函数字符串的长度限制在512。而连接字符串没有这个限制。

• 格式化字符串的操作比较复杂，消耗会多一些。

4.string.rep

lua string内置模块中另一个可以做字符串连接是rep，不过使用局限性大，只能重复的对某一个字符串做N次拼接。

示例：

string.rep("abc",3)   -->  abcabcabc

性能总结

• table.concat()优于字符串连接符.. 

• 字符串连接符优于格式化字符串 

其中部分内容参考学习blog.csdn.net/fengshenyun…