使用string.Format需要注意的一个性能问题
今天，我在写C#代码时，突然发现一个最熟悉的陌生人 —— string.Format。在写C#代码的日子里，与它朝夕相伴，却没有真正去了解它。只知道在字符串比较多时，用它比用加号进行字符串连接效率更高（当然也更方便）。可是却从来没有问过为什么？
在生活中也有类似的现象，与你朝夕相处、你最熟悉的人，你往往不会进一步去了解她（他），你已经习惯了她（他），你认为你已经太了解她（他）了。。。真的是这样吗？这值得去思考。。。
博问中的一个问题 —— StringBuilder，String.concat()，String+String 哪一个效率高？ 激发了我的好奇心，想一探string.Format的究竟，而且在开发中也正好遇到一个字符串连接的问题。
了解.NET世界中的东西其实很简单，只要通过工具反编译出相应的.NET类库代码，我们来看看string.Fomat的代码：
public static string Format(string format, object arg0, object arg1, object arg2) { if (format == null) throw new ArgumentNullException("format"); return string.Format((IFormatProvider) null, format, arg0, arg1, arg2); }
实际调用的是另外一个签名的string.Format：
public static string Format(IFormatProvider provider, string format, params object[] args) { if (format == null || args == null) throw new ArgumentNullException(format == null ? "format" : "args"); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(format.Length + args.Length * 8); stringBuilder.AppendFormat(provider, format, args); return ((object) stringBuilder).ToString(); }
哦，原来用的就是StringBuilder（也许你早就知道了），string.Format只是StringBuilder的改装精简版。
既然是StringBuilder，它必然无法避免一个影响StringBuilder性能的问题 —— 初始化容量（capacity）的问题，string.Format是如何解决的呢？从上面的代码一眼就可以看出，初始化容量是这么计算出来的：
format.Length + args.Length * 8
从这个计算公式可以看出，假设需要format的字符串是10个，如果这10字符串累加起来的字符数不超过80，就能发挥StringBuilder的最佳性能；否则，StringBuider需要扩容，从而带来性能损失。
所以，对于大字符串，string.Format不是最佳选择。
那最佳选择是什么？还是StringBuilder，只不过要自己写代码计算初始化容量。分享一下今天我们在实际开发中使用的代码：
var bodyFormat = "<span id=\"comment_body_{0}\">{1}</span><br/>"; var diggFormat = " <a href=\"javascript:void(0);\" onclick=\"voteComment({0},'Digg')\">支持({2})</a>"; var buryFormat = " <a href=\"javascript:void(0);\" onclick=\"voteComment({0},'Bury')\">反对({3})</a>"; var args = new string[]{ comment.ID.ToString(), comment.Body, comment.DiggCount.ToString(), comment.BuryCount.ToString() }; //计算初始化容量 int capacity = bodyFormat.Length + diggFormat.Length + buryFormat.Length; for (int i = 0; i < args.Length; i++) { capacity += args[i].Length; } var sb = new StringBuilder(capacity); sb.AppendFormat(bodyFormat,args); sb.AppendFormat(diggFormat,args); sb.AppendFormat(buryFormat,args); Post.Text = sb.ToString();
这里没有使用string.Format，一是因为comment.Body的字符数会很多，string.Format分配的初始化容量不够。二是因为string.Format不能分批Fomat，格式字符串只能写在一起，造成格式字符串很长，也就是bodyFormat, diggFormat, buryFormat要拼成一个字符串。
麻烦主要在参数字符串(args)的长度计算，要将每个字符串的字符数进行累加。我们采用的方法是将所有参数放在string[]类型的变量中，通过遍历数组进行计算，然后将这个string[]类型的变量直接传给StringBuilder.AppendFormat（它支持的参数类型是object[]）。
小结
写这篇博文不是为让你弃用string.Format，而是让你了解它所存在的限制，在某些性能要求极高的场景下，可以考虑到这个影响因素。
更新
针对这个问题，实现了两个扩展方法。
1. 针对单个格式字符串
namespace System { public static class StringExtension { public static string FormatWith(this string format, params object[] args) { if (format == null || args == null) { throw new ArgumentNullException((format == null) ? "format" : "args"); } else { var capacity = format.Length + args.Where(a => a != null).Select(p => p.ToString()).Sum(p => p.Length); Console.WriteLine(capacity); var stringBuilder = new StringBuilder(capacity); stringBuilder.AppendFormat(format, args); return stringBuilder.ToString(); } } } }
调用示例：
"welcome to {0}! welcome to {1}!".FormatWith("www.cnblogs.com", "q.cnblogs.com");
2. 针对多个格式字符串
namespace System { public static class StringExtension { public static string FormatWith(this IEnumerable<string> formats, params object[] args) { if (formats == null || args == null) { throw new ArgumentNullException((formats == null) ? "formats" : "args"); } else { var capacity = formats.Where(f => !string.IsNullOrEmpty(f)).Sum(f => f.Length) + args.Where(a => a != null).Select(p => p.ToString()).Sum(p => p.Length); var stringBuilder = new StringBuilder(capacity); foreach (var f in formats) { if (!string.IsNullOrEmpty(f)) { stringBuilder.AppendFormat(f, args); } } return stringBuilder.ToString(); } } } }
调用示例：
new string[] { "welcome to {0}!", " welcome to {1}!" }.FormatWith("www.cnblogs.com", "q.cnblogs.com");
前面使用StringBuilder的代码改为调用扩展方法：
Post.Text = new string[]{ "<span id=\"comment_body_{0}\" class=\"blog_comment_body\">{1}</span><br/>", " <a href=\"javascript:void(0);\" class=\"comment_vote\" onclick=\"voteComment({0},'Digg')\">支持({2})</a>", " <a href=\"javascript:void(0);\" class=\"comment_vote\" onclick=\"voteComment({0},'Bury')\">反对({3})</a>" }.FormatWith(comment.ID, comment.Body, comment.DiggCount, comment.BuryCount);
