c#中string拼接的效率分析

本文通过UnityProfiler工具测试了不同字符串拼接方法在Unity中的性能表现,并给出了各种方法的运行结果及分析。测试包括string.Format、StringBuilder、+运算符等多种方式。

通过unity profiler测试的代码,及运行结果

using UnityEngine;
using UnityEngine.Profiling;
using System.Text;

#if UNITY_5_5_OR_NEWER
using TProfiler = UnityEngine.Profiling.Profiler;
#else
using TProfiler = UnityEngine.Profiler;
#endif

public namespace Test {

    /// string concat test
    public class TestString : MonoBehaviour {
        // Update is called once per frame
        void Update ()
        {
            // loop 10000times
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {

                TestString();
            }

            TestString10000();
        }

        // object new once
        private StringBuilder _sb = new StringBuilder();

        /// concat 10000 times
        private void TestString10000() {

            // +
            TProfiler.BeginSample("string.(10000+)");
            string s1 = string.Empty;
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {
                s1 = s1 + ((int)Time.time).ToString();
            }
            TProfiler.EndSample();


            // StringBuilder Append
            TProfiler.BeginSample("StringBuilder.10000Append");
            _sb.Clear();
            for(int i = 0; i < 10000; ++i) {
                _sb.Append((int)Time.time);
            }
            string s2 = _sb.ToString();
            TProfiler.EndSample();
        }

        /// concat 3 parts
        private void TestString() {

            System.Random random = new System.Random();

            // +
            TProfiler.BeginSample("string.(+)");
            string s1 = "txt_pre_" + random.Next().ToString() + "_end";
            TProfiler.EndSample();

            // Concat
            TProfiler.BeginSample("string.Concat");
            string s2 = string.Concat("txt_pre_", random.Next(), "_end");
            TProfiler.EndSample();

            // Concat ToString()
            TProfiler.BeginSample("string.Concat & int.ToString");
            string s3 = string.Concat("txt_pre_", ((int)Time.time).ToString(), "_end");
            TProfiler.EndSample();

            // format
            TProfiler.BeginSample("string.Format");
            string s4 = string.Format("txt_pre_{0}_end", (int)Time.time);
            TProfiler.EndSample();

            // format ToString()
            TProfiler.BeginSample("string.Format & int.ToString");
            string s5 = string.Format("txt_pre_{0}_end", ((int)Time.time).ToString());
            TProfiler.EndSample();

            // StringBuilder AppendFormat
            TProfiler.BeginSample("StringBuilder.AppendFormat & int.ToString");
            _sb.Clear();
            _sb.AppendFormat("txt_pre_{0}_end", ((int)Time.time).ToString());
            string s6 = _sb.ToString();
            TProfiler.EndSample();

            // StringBuilder Append
            TProfiler.BeginSample("StringBuilder.Append");
            _sb.Clear();
            _sb.Append("txt_pre_");
            _sb.Append((int)Time.time);
            _sb.Append("_end");
            string s7 = _sb.ToString();
            TProfiler.EndSample();

            // StringBuilder Append ToString()
            TProfiler.BeginSample("StringBuilder.Append & int.ToString");
            _sb.Clear();
            _sb.Append("txt_pre_");
            _sb.Append(((int)Time.time).ToString());
            _sb.Append("_end");
            string s8 = _sb.ToString();
            TProfiler.EndSample();

            // StringBuilder AppendNumber
            TProfiler.BeginSample("StringBuilder.AppendNumber");
            _sb.Clear();
            _sb.Append("txt_pre_");
            _sb.AppendNumber((int)Time.time);
            _sb.Append("_end");
            string s9 = _sb.ToString();
            TProfiler.EndSample();
        }
    }
}

运行结果:
unity运行截图

结果分析及结论:
1、string.Format和StringBuider.AppendFormat()

可读性好
堆内存开销高,因为Format需要额外的内存分配
运行效率低
建议:
【少用,慎用】
2、StringBuilder.Append

可读性一般
堆内存开销低
运行效率较高
建议:
大量字符串拼接时【必须使用】,内存及运行效率优化效果十分明显
少量字符串拼接时【酌情使用】,如调用频度
3、+和Concat

可读性较好
堆内存开销低
运行效率较高
在很多情况下,+会被优化为Concat
建议:
大量字符串拼接时【禁止使用】,内存及运行效率开销非常大,无法忍受
少量字符串拼接时【建议使用】
另外,对于string拼接时的int等基本数据类型,养成ToString()的习惯,避免Box操作带来的额外内存开销。

### C# 字符串拼接方法与最佳实践 #### 使用 `+` 运算符 最简单直接的方法就是使用加号 (`+`) 来连接两个或多个字符串。这种方式适合少量字符串拼接操作。 ```csharp string result = "Hello" + " " + "World"; Console.WriteLine(result); // 输出 Hello World ``` #### 使用 `String.Concat` 方法 此静态方法可以接受任意数量的对象参数,并返回这些对象转换成字符串后的串联结果[^1]。 ```csharp string greeting = String.Concat("Good", " ", "Morning"); Console.WriteLine(greeting); ``` #### 使用 `StringBuilder` 类 当需要频繁修改同一字符串时,推荐采用 `System.Text.StringBuilder` 类来高效处理大量数据的追加工作。它内部维护了一个动态数组结构,在性能上优于简单的 `+` 操作。 ```csharp var builder = new System.Text.StringBuilder(); builder.Append("This "); builder.Append("is "); builder.AppendLine("a test."); Console.Write(builder.ToString()); ``` #### 使用插值表达式 `$""` 自 C# 6.0 开始引入了字符串插值功能,允许开发者通过 `${}` 的方式嵌入变量到模板字符串之中,使代码更加直观易读。 ```csharp int age = 30; string name = "Alice"; string message = $"My name is {name} and I am {age} years old."; Console.WriteLine(message); ``` 为了优化输出效率并减少不必要的装箱开销,建议提前将非字符串类型的数值转为字符串实例再传递给诸如 `WriteLine()` 函数调用[^2]。
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