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C#字符串拼接的6種方式及其性能分析對比

2025年2月13日 7:21 本文熱度 1086

前言

在C#編程中字符串拼接是一種常見且基礎的操作，廣泛應用于各種場景，如動態(tài)生成SQL查詢、構(gòu)建日志信息、格式化用戶顯示內(nèi)容等。然而，不同的字符串拼接方式在性能和內(nèi)存使用上可能存在顯著差異。今天咱們一起來看看在C#中字符串拼接的常見6種方式及其使用BenchmarkDotNet進行性能分析對比。

BenchmarkDotNet

BenchmarkDotNet是一個基于.NET開源、功能全面、易于使用的性能基準測試框架，它為.NET開發(fā)者提供了強大的性能評估和優(yōu)化能力。通過自動化測試、多平臺支持、高級統(tǒng)計分析和自定義配置等特性，BenchmarkDotNet幫助開發(fā)者更好地理解和優(yōu)化軟件系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。

拼接基礎數(shù)據(jù)

        private const int IterationCount = 1000;
        private const string StringPart1 = "追逐時光者";
        private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
        private const string StringPart3 = "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)";
        private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐時光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)" };

+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;
        }

$內(nèi)插字符串

        /// <summary>
        /// 使用 $ 內(nèi)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();
        }

性能基準對比測試完整代碼

咱們分別以少量字符串拼接和大量字符串拼接為例，進行性能基準對比測試：

說明：

  • Mean: 所有測量值的算術(shù)平均值。
  • Error: 99.9% 置信區(qū)間的一半。
  • StdDev: 所有測量值的標準差。
  • 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: 每次操作分配的內(nèi)存（僅托管內(nèi)存，包含所有內(nèi)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]//記錄內(nèi)存分配情況
    public class StringConcatenationBenchmark
    {
        private const int IterationCount = 1000;
        private const string StringPart1 = "追逐時光者";
        private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
        private const string StringPart3 = "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)";
        private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐時光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)" };

        #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 $ 內(nèi)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]//記錄內(nèi)存分配情況
    public class StringConcatenationBenchmark
    {
        private const int IterationCount = 1000;
        private const string StringPart1 = "追逐時光者";
        private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
        private const string StringPart3 = "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)";
        private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐時光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技術(shù)社區(qū)" };

        #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
    }
}


該文章在 2025/2/13 9:07:36 編輯過
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