简介

在Go语言中，常见的字符串拼接方式有以下6种：

1. +号拼接：最简单的拼接方式
2. fmt.Sprintf：格式化拼接
3. strings.Builder：专门优化的字符串构建器
4. bytes.Buffer：字节缓冲区
5. []byte转换：字节切片转换
6. 预分配[]byte：预先分配足够空间的字节切片

本文主要是针对上面各种方式进行基准测试，帮助我们在以后的编码过程中选择最优的方式。

基准测试大比拼

const letterBytes = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

func randomString(n int) string {
	b := make([]byte, n)
	for i := range b {
		b[i] = letterBytes[rand.Intn(len(letterBytes))]
	}
	return string(b)
}

func plusConcat(n int, str string) string {
	s := ""
	for i := 0; i < n; i++ {
		s += str
	}
	return s
}

func sprintfConcat(n int, str string) string {
	s := ""
	for i := 0; i < n; i++ {
		s = fmt.Sprintf("%s%s", s, str)
	}
	return s
}

func builderConcat(n int, str string) string {
	var builder strings.Builder
	for i := 0; i < n; i++ {
		builder.WriteString(str)
	}
	return builder.String()
}

func bufferConcat(n int, s string) string {
	buf := new(bytes.Buffer)
	for i := 0; i < n; i++ {
		buf.WriteString(s)
	}
	return buf.String()
}

func byteConcat(n int, str string) string {
	buf := make([]byte, 0)
	for i := 0; i < n; i++ {
		buf = append(buf, str...)
	}
	return string(buf)
}

func preByteConcat(n int, str string) string {
	buf := make([]byte, 0, n*len(str))
	for i := 0; i < n; i++ {
		buf = append(buf, str...)
	}
	return string(buf)
}

func benchmark(b *testing.B, f func(int, string) string) {
	var str = randomString(10)
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		f(10000, str)
	}
}

func BenchmarkPlusConcat(b *testing.B)    { benchmark(b, plusConcat) }
func BenchmarkSprintfConcat(b *testing.B) { benchmark(b, sprintfConcat) }
func BenchmarkBuilderConcat(b *testing.B) { benchmark(b, builderConcat) }
func BenchmarkBufferConcat(b *testing.B)  { benchmark(b, bufferConcat) }
func BenchmarkByteConcat(b *testing.B)    { benchmark(b, byteConcat) }
func BenchmarkPreByteConcat(b *testing.B) { benchmark(b, preByteConcat) }

结果如下：

go test  -bench=. -benchmem .
goos: darwin
goarch: arm64
pkg: main/demo
cpu: Apple M4 Pro
BenchmarkPlusConcat-12                36          32238928 ns/op        530999857 B/op     10045 allocs/op
BenchmarkSprintfConcat-12             20          56848854 ns/op        833393446 B/op     34184 allocs/op
BenchmarkBuilderConcat-12          23143             51218 ns/op          514804 B/op         23 allocs/op
BenchmarkBufferConcat-12           29152             40997 ns/op          368578 B/op         13 allocs/op
BenchmarkByteConcat-12             19549             60984 ns/op          621301 B/op         24 allocs/op
BenchmarkPreByteConcat-12          50913             24879 ns/op          212994 B/op          2 allocs/op
PASS
ok      main/demo       10.263s

性能分析

+号和fmt.Sprintf性能差的原因：

1. 每次操作都会创建新的字符串
2. 产生大量内存分配和垃圾回收压力

strings.Builder/bytes.Buffer表现好的原因

1. 内部使用[]byte缓冲区
2. 按需扩容，减少内存分配次数

预分配[]byte最佳的原因

1. 一次性分配足够内存
2. 完全避免了扩容带来的性能损耗

总结

通过测试我们发现：

• 预分配[]byte性能最佳，适合高性能场景
• strings.Builder是通用场景的最佳选择
• +号和fmt.Sprintf在循环拼接中性能极差

在实际开发中，应根据场景选择合适的方法，在代码可读性和性能之间取得平衡。