C#字符串拼接的几种方式及其性能分析对比
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 = 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
| Method | Mean | Error | StdDev | Gen0 | Gen1 | Allocated |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PlusOperator | 2,066.28 us | 35.761 us | 63.566 us | 5238.2813 | 789.0625 | 32283.12 KB |
| InterpolatedString | 1,984.56 us | 29.949 us | 28.014 us | 5238.2813 | 789.0625 | 32283.12 KB |
| StringFormat | 2,112.02 us | 25.020 us | 23.404 us | 5257.8125 | 777.3438 | 32369.06 KB |
| StringConcat | 2,027.09 us | 28.300 us | 26.472 us | 5257.8125 | 777.3438 | 32369.06 KB |
| StringJoin | 2,017.36 us | 27.111 us | 22.639 us | 5257.8125 | 777.3438 | 32369.06 KB |
| StringBuilder | 13.63 us | 0.065 us | 0.058 us | 23.2544 | 4.6387 | 143.96 KB |
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。