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。
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 = 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 = $"{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.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.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.Join(" ", _stringPartsArray); return result; }
StringBuilder
Append拼接字符串
/// <summary> /// 使用StringBuilder.Append拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string StringBuilderAppend() { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); stringBuilder.Append(StringPart1); stringBuilder.Append(" "); stringBuilder.Append(StringPart2); stringBuilder.Append(" "); stringBuilder.Append(StringPart3); return stringBuilder.ToString(); }
AppendFormat拼接字符串
/// <summary> /// 使用StringBuilder.AppendFormat拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string StringBuilderAppendFormat() { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); stringBuilder.AppendFormat("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3); return stringBuilder.ToString(); }
性能基准对比测试完整代码
咱们分别以少量字符串拼接和大量字符串拼接为例，进行性能基准对比测试：
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）。
少量字符串拼接
using BenchmarkDotNet.Attributes; using System.Text; namespace BenchmarkDotNetExercise { [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" }; #region 少量字符串拼接 /// <summary> /// 使用 + 操作符拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string PlusOperator() { string 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 = $"{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.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.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.Join(" ", _stringPartsArray); return result; } /// <summary> /// 使用StringBuilder.Append拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string StringBuilderAppend() { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); stringBuilder.Append(StringPart1); stringBuilder.Append(" "); stringBuilder.Append(StringPart2); stringBuilder.Append(" "); stringBuilder.Append(StringPart3); return stringBuilder.ToString(); } /// <summary> /// 使用StringBuilder.AppendFormat拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string StringBuilderAppendFormat() { StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); stringBuilder.AppendFormat("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3); return stringBuilder.ToString(); } #endregion } }
大量字符串拼接
using BenchmarkDotNet.Attributes; using System.Text; namespace BenchmarkDotNetExercise { [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" }; #region 大量字符串拼接 /// <summary> /// 使用 + 操作符拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string BigDataPlusOperator() { string result = string.Empty; for (int i = 0; i < IterationCount; i++) { result += StringPart1 + " " + StringPart2 + " " + StringPart3; } return result; } /// <summary> /// 使用StringBuilder.Append拼接字符串 /// </summary> /// <returns></returns> [Benchmark] public string BigDataStringBuilderAppend() { 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(); } #endregion } }
