前言
在C#编程中字符串拼接是一种常见且基础的操作，广泛应用于各种场景，如动态生成SQL查询、构建日志信息、格式化用户显示内容等。然而，不同的字符串拼接方式在性能和内存使用上可能存在显著差异。今天咱们一起来看看在C#中字符串拼接的常见6种方式及其使用BenchmarkDotNet进行性能分析对比。
BenchmarkDotNet
BenchmarkDotNet是一个基于.NET开源、功能全面、易于使用的性能基准测试框架，它为.NET开发者提供了强大的性能评估和优化能力。通过自动化测试、多平台支持、高级统计分析和自定义配置等特性，BenchmarkDotNet帮助开发者更好地理解和优化软件系统的性能表现。
- 使用教程详细介绍：mp.weixin.qq.com/s/6mpHS1OVu…
拼接基础数据
private const int IterationCount = 1000;
private const string StringPart1 = "追逐时光者";
private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
private const string StringPart3 = "DotNetGuide技术社区";
private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐时光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技术社区" };
+ 操作符
/// <summary>
/// 使用 + 操作符拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string PlusOperator()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += StringPart1 + " " + StringPart2 + " " + StringPart3;
}
return result;
}
$ 内插字符串
/// <summary>
/// 使用 $ 内插字符串拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string InterpolatedString()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += $"{StringPart1} {StringPart2} {StringPart3}";
}
return result;
}
String.Format
/// <summary>
/// 使用string.Format()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringFormat()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Format("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3);
}
return result;
}
String.Concat
/// <summary>
/// 使用string.Concat()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringConcat()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Concat(StringPart1, " ", StringPart2, " ", StringPart3);
}
return result;
}
String.Join
/// <summary>
/// 使用string.Join()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringJoin()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Join(" ", _stringPartsArray);
}
return result;
}
StringBuilder
/// <summary>
/// 使用StringBuilder拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringBuilder()
{
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
stringBuilder.Append(StringPart1);
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(StringPart2);
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(StringPart3);
}
return stringBuilder.ToString();
}
性能基准对比测试完整代码
[MemoryDiagnoser]//记录内存分配情况
public class StringConcatenationBenchmark
{
private const int IterationCount = 1000;
private const string StringPart1 = "追逐时光者";
private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
private const string StringPart3 = "DotNetGuide技术社区";
private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐时光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技术社区" };
/// <summary>
/// 使用 + 操作符拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string PlusOperator()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += StringPart1 + " " + StringPart2 + " " + StringPart3;
}
return result;
}
/// <summary>
/// 使用 $ 内插字符串拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string InterpolatedString()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += $"{StringPart1} {StringPart2} {StringPart3}";
}
return result;
}
/// <summary>
/// 使用string.Format()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringFormat()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Format("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3);
}
return result;
}
/// <summary>
/// 使用string.Concat()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringConcat()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Concat(StringPart1, " ", StringPart2, " ", StringPart3);
}
return result;
}
/// <summary>
/// 使用string.Join()拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringJoin()
{
string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
result += string.Join(" ", _stringPartsArray);
}
return result;
}
/// <summary>
/// 使用StringBuilder拼接字符串
/// </summary>
/// <returns></returns>
[Benchmark]
public string StringBuilder()
{
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
{
stringBuilder.Append(StringPart1);
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(StringPart2);
stringBuilder.Append(" ");
stringBuilder.Append(StringPart3);
}
return stringBuilder.ToString();
}
}
性能基准对比测试分析报告
说明：
- Mean: 所有测量值的算术平均值。
- Error: 99.9% 置信区间的一半。
- StdDev: 所有测量值的标准差。
- Gen0: 第 0 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
- Gen1: 第 1 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
- Gen2: 第 2 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
- Allocated: 每次操作分配的内存（仅托管内存，包含所有内容，1KB = 1024B）。
- 1 ms: 1 毫秒（0.001 秒）。
性能基准对比测试结论
从上面的性能基准对比测试分析报告来看StringBuilder是性能最好的字符串拼接方式，特别是在需要频繁进行拼接的场景中。其他方式（如+操作符、$内插字符串、String.Format、String.Concat和String.Join）在性能上相对较差，因为它们会导致多次内存分配和复制。
因此我们在选择字符串拼接方式时，应该根据具体场景和需求进行选择。如果性能是关键因素，并且需要频繁进行拼接，则应使用StringBuilder。如果代码简洁性和易读性更重要，并且拼接次数较少，则可以考虑使用其他方式。
文章转载自： 追逐时光者
