C# 字符串连接

C#字符串连接常用的四种方式：StringBuilder、+、string.Format、List<string>。

1.+的方式

string sql = "update tableName set int1=" + int1.ToString() + ",int2=" + int2.ToString() + ",int3=" + int3.ToString() + " where id=" + id.ToString();

编译器会优化为：

string sql = string.Concat(new string[]{});

通过分析string.Concat(params string[] values)的实现可以知道：先计算目标字符串的长度，然后申请相应的空间，最后逐一复制，时间复杂度为o(n)，常数为1。

固定数量的字符串连接效率最高的是+。

但是字符串的连+不要拆成多条语句，比如：

string sql = "update tableName set int1=";
sql += int1.ToString();
sql += ...

这样的代码，不会被优化为string.Concat，就变成了性能杀手，因为第i个字符串需要复制n-i次，时间复杂度就成了o(n^2)。

2.StringBuilder的方式

StringBuilder 只分配一次内存，如果第二次连接内存不足，则修改内存大小；它每次默认分配16字节，如果内存不足，则扩展到32字节，如果仍然不足，继续成倍扩展。

如果频繁的扩展内存，效率大打折扣，因为分配内存，时间开销相对比较大。如果事先能准确估计程序执行过程中所需要的内存，从而一次分配足内存，效率大大提高。

如果字符串的数量不固定，就用StringBuilder，一般情况下它使用2n的空间来保证o(n)的整体时间复杂度，常数项接近于2。

因为这个算法的实用与高效，.net类库里面有很多动态集合都采用这种牺牲空间换取时间的方式，一般来说效果还是不错的。

3.string.Format的方式

它的底层是StringBuilder，所以其效率与StringBuiler相似。

public static string Format(IFormatProvider provider, string format, params object[] args)
{
    if ((format == null) || (args == null))
    {
        throw new ArgumentNullException((format == null) ? "format" : "args");
    }
    StringBuilder sb = StringBuilderCache.Acquire(format.Length + (args.Length * 8));
    sb.AppendFormat(provider, format, args);
    return StringBuilderCache.GetStringAndRelease(sb);
}

 

4.List<string>它可以转换为string[]后使用string.Concat或string.Join，很多时候效率比StringBuiler更高效。List与StringBuilder采用的是同样的动态集合算法，时间复杂度也是O(n)，与StringBuilder不同的是：List的n是字符串的数量，复制的是字符串的引用；StringBuilder的n是字符串的长度，复制的数据。不同的特性决定的它们各自的适应环境，当子串比较大时建议使用List<string>，因为复制引用比复制数据划算。而当子串比较小，比如平均长度小于8，特别是一个一个的字符，建议使用StringBuilder。

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MSDN中关于StringBuilder的性能注意事项：

Concat 和 AppendFormat 方法都将新数据串连到一个现有的 String 或 StringBuilder 对象。String 对象串联操作总是用现有字符串和新数据创建新的对象。StringBuilder 对象维护一个缓冲区，以便容纳新数据的串联。如果有足够的空间，新数据将被追加到缓冲区的末尾；否则，将分配一个新的、更大的缓冲区，原始缓冲区中的数据被复制到新的缓冲区，然后将新数据追加到新的缓冲区。

String 或 StringBuilder 对象的串联操作的性能取决于内存分配的发生频率。String 串联操作每次都分配内存，而 StringBuilder 串联操作仅当 StringBuilder 对象缓冲区太小而无法容纳新数据时才分配内存。因此，如果串联固定数量的 String 对象，则 String 类更适合串联操作。这种情况下，编译器甚至会将各个串联操作组合到一个操作中。如果串联任意数量的字符串，则 StringBuilder 对象更适合串联操作；例如，某个循环对用户输入的任意数量的字符串进行串联。