C#字符串拼接的几种方式及其性能分析对比

2024-12-23
福建
本文字数：5037 字
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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：https://mp.weixin.qq.com/s/6mpHS1OVuIlBgdU71OIIOw

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" };

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`+`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;        }

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`$`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;        }

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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;        }

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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;        }

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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;        }

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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();        }

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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();        }    }

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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
原文链接：https://www.cnblogs.com/Can-daydayup/p/18622844
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=infoq

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C#字符串拼接的几种方式及其性能分析对比

前言

BenchmarkDotNet

拼接基础数据

+操作符

$内插字符串

String.Format

String.Concat

String.Join

StringBuilder

性能基准对比测试完整代码

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`+`操作符

`$`内插字符串