Go语言中的字符串拼接方法详情
作者：测试开发小记
1、string类型
string类型的值可以拆分为一个包含多个字符（rune类型）的序列，也可以被拆分为一个包含多个字节 (byte类型) 的序列。其中一个rune类型值代表一个Unicode 字符，一个rune类型值占用四个字节，底层就是一个 UTF-8 编码值，它其实是int32类型的一个别名类型。
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
str := "你好world"
fmt.Printf("The string: %q\n", str)
fmt.Printf("runes(char): %q\n", []rune(str))
fmt.Printf("runes(hex): %x\n", []rune(str))
fmt.Printf("bytes(hex): [% x]\n", []byte(str))
}
执行结果：
The string: "你好world"
runes(char): ['你' '好' 'w' 'o' 'r' 'l' 'd']
runes(hex): [4f60 597d 77 6f 72 6c 64]
bytes(hex): e4 bd a0 e5 a5 bd 77 6f 72 6c 64
可以看到，英文字符使用一个字节，而中文字符需要三个字节。下面使用 for range 语句对上面的字符串进行遍历：
for index, value := range str {
fmt.Printf("%d: %q [% x]\n", index, value, []byte(string(value)))
}
执行结果如下：
0: '你' [e4 bd a0]
3: '好' [e5 a5 bd]
6: 'w' [77]
7: 'o' [6f]
8: 'r' [72]
9: 'l' [6c]
10: 'd' [64]
index索引值不是0-6，相邻Unicode 字符的索引值不一定是连续的，因为中文字符占用了3个字节，宽度为3。
2、strings包
2.1 strings.Builder类型
strings.Builder的优势主要体现在字符串拼接上，相比使用+拼接，效率更高。
strings.Builder已存在的值不可改变，只能重置（Reset()方法）或者拼接更多的内容。- 一旦调用了
Builder值，就不能再以任何方式对其进行复制，比如函数间值传递、通道传递值、把值赋予变量等。 - 在进行拼接时，
Builder值会自动地对自身的内容容器进行扩容，也可以使用Grow方法进行手动扩容。
package main
import (
"fmt"
"strings"
)
func main() {
var builder1 strings.Builder
builder1.WriteString("hello")
builder1.WriteByte(' ')
builder1.WriteString("world")
builder1.Write([]byte{' ', '!'})
fmt.Println(builder1.String())
f1 := func(b strings.Builder) {
// b.WriteString("world !") //会报错
}
f1(builder1)
builder1.Reset()
fmt.Printf("The length 0f builder1: %d\n", builder1.Len())
}
执行结果：
hello world !
The length 0f builder1: 0
2.2 strings.Reader类型
strings.Reader类型可以用于高效地读取字符串，它通过使用已读计数机制来实现了高效读取，已读计数保存了已读取的字节数，也代表了下一次读取的起始索引位置。
package main
import (
"fmt"
"strings"
)
func main() {
reader1 := strings.NewReader("hello world!")
buf1 := make([]byte, 6)
fmt.Printf("reading index: %d\n", reader1.Size()-int64(reader1.Len()))
reader1.Read(buf1)
fmt.Println(string(buf1))
fmt.Printf("reading index: %d\n", reader1.Size()-int64(reader1.Len()))
reader1.Read(buf1)
fmt.Println(string(buf1))
fmt.Printf("reading index: %d\n", reader1.Size()-int64(reader1.Len()))
}
执行结果：
reading index: 0
hello
reading index: 6
world!
reading index: 12
可以看到，每读取一次之后，已读计数就会增加。
strings包的ReadAt方法不会依据已读计数进行读取，也不会更新已读计数。它可以根据偏移量来自由地读取Reader值中的内容。
package main
import (
"fmt"
"strings"
)
func main() {
reader1 := strings.NewReader("hello world!")
buf1 := make([]byte, 6)
offset1 := int64(6)
n, _ := reader1.ReadAt(buf1, offset1)
fmt.Println(string(buf2))
}
执行结果：
world!
也可以使用Seek方法来指定下一次读取的起始索引位置。
package main
import (
"fmt"
"strings"
"io"
)
func main() {
reader1 := strings.NewReader("hello world!")
buf1 := make([]byte, 6)
offset1 := int64(6)
readingIndex, _ := reader2.Seek(offset1, io.SeekCurrent)
fmt.Printf("reading index: %d\n", readingIndex)
reader1.Read(buf1)
fmt.Printf("reading index: %d\n", reader1.Size()-int64(reader1.Len()))
fmt.Println(string(buf1))
}
执行结果：
reading index: 6
reading index: 12
world!
3、bytes.Buffer
bytes包和strings包类似，strings包主要面向的是 Unicode 字符和经过 UTF-8 编码的字符串，而bytes包面对的则主要是字节和字节切片，主要作为字节序列的缓冲区。bytes.Buffer数据的读写都使用到了已读计数。
bytes.Buffer具有读和写功能，下面分别介绍他们的简单使用方法。
3.1 bytes.Buffer：写数据
和strings.Builder一样，bytes.Buffer可以用于拼接字符串，strings.Builder也会自动对内容容器进行扩容。请看下面的代码：
package main
import (
"bytes"
"fmt"
)
func DemoBytes() {
var buffer bytes.Buffer
buffer.WriteString("hello ")
buffer.WriteString("world !")
fmt.Println(buffer.String())
}
执行结果：
hello world !
3.2 bytes.Buffer：读数据
bytes.Buffer读数据也使用了已读计数，需要注意的是，进行读取操作后，Len方法返回的是未读内容的长度。下面直接来看代码：
package main
import (
"bytes"
"fmt"
)
func DemoBytes() {
var buffer bytes.Buffer
buffer.WriteString("hello ")
buffer.WriteString("world !")
p1 := make([]byte, 5)
n, _ := buffer.Read(p1)
fmt.Println(string(p1))
fmt.Println(buffer.String())
fmt.Printf("The length of buffer: %d\n", buffer.Len())
}
执行结果：
hello
world !
The length of buffer: 8
4、字符串拼接
简单了解了string类型、strings包和bytes.Buffer类型后，下面来介绍golang中的字符串拼接方法。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/349672248
go test -bench=. -run=^BenchmarkDemoBytes$
4.1 直接相加
最简单的方法是直接相加，由于string类型的值是不可变的，进行字符串拼接时会生成新的字符串，将拼接的字符串依次拷贝到一个新的连续内存空间中。如果存在大量字符串拼接操作，使用这种方法非常消耗内存。
package main
import (
"bytes"
"fmt"
"time"
)
func main() {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := str1 + str2
fmt.Println(str3)
}
4.2strings.Builder
前面介绍了strings.Builder可以用于拼接字符串：
var builder1 strings.Builder
builder1.WriteString("hello ")
builder1.WriteString("world !")
4.3 strings.Join()
也可以使用strings.Join方法，其实Join()调用了WriteString方法；
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := ""
str3 = strings.Join([]string{str3,str1},"")
str3 = strings.Join([]string{str3,str2},"")
4.4 bytes.Buffer
bytes.Buffer也可以用于拼接：
var buffer bytes.Buffer
buffer.WriteString("hello ")
buffer.WriteString("world !")
4.5 append方法
也可以使用Go内置函数append方法，用于拼接切片：
package main
import (
"fmt"
)
func DemoAppend(n int) {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
var str3 []byte
str3 = append(str3, []byte(str1)...)
str3 = append(str3, []byte(str2)...)
fmt.Println(string(str3))
}
执行结果：
hello world !
4.6 fmt.Sprintf
fmt包中的Sprintf方法也可以用来拼接字符串：
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := fmt.Sprintf("%s%s", str1, str2)
5、字符串拼接性能测试
下面来测试一下这6种方法的性能，编写测试源码文件strcat_test.go：
package benchmark
import (
"bytes"
"fmt"
"strings"
"testing"
)
func DemoBytesBuffer(n int) {
var buffer bytes.Buffer
for i := 0; i < n; i++ {
buffer.WriteString("hello ")
buffer.WriteString("world !")
}
}
func DemoWriteString(n int) {
var builder1 strings.Builder
for i := 0; i < n; i++ {
builder1.WriteString("hello ")
builder1.WriteString("world !")
}
}
func DemoStringsJoin(n int) {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := ""
for i := 0; i < n; i++ {
str3 = strings.Join([]string{str3, str1}, "")
str3 = strings.Join([]string{str3, str2}, "")
}
}
func DemoPlus(n int) {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := ""
for i := 0; i < n; i++ {
str3 += str1
str3 += str2
}
}
func DemoAppend(n int) {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
var str3 []byte
for i := 0; i < n; i++ {
str3 = append(str3, []byte(str1)...)
str3 = append(str3, []byte(str2)...)
}
}
func DemoSprintf(n int) {
str1 := "hello "
str2 := "world !"
str3 := ""
for i := 0; i < n; i++ {
str3 = fmt.Sprintf("%s%s", str3, str1)
str3 = fmt.Sprintf("%s%s", str3, str2)
}
}
func BenchmarkBytesBuffer(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoBytesBuffer(10000)
}
}
func BenchmarkWriteString(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoWriteString(10000)
}
}
func BenchmarkStringsJoin(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoStringsJoin(10000)
}
}
func BenchmarkAppend(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoAppend(10000)
}
}
func BenchmarkPlus(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoPlus(10000)
}
}
func BenchmarkSprintf(b *testing.B) {
for i := 0; i < b.N; i++ {
DemoSprintf(10000)
}
}
执行性能测试：
$ go test -bench=. -run=^$
goos: windows
goarch: amd64
pkg: testGo/benchmark
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-8550U CPU @ 1.80GHz
BenchmarkBytesBuffer-8 3436 326846 ns/op
BenchmarkWriteString-8 4148 271453 ns/op
BenchmarkStringsJoin-8 3 402266267 ns/op
BenchmarkAppend-8 1923 618489 ns/op
BenchmarkPlus-8 3 345087467 ns/op
BenchmarkSprintf-8 2 628330850 ns/op
PASS
ok testGo/benchmark 9.279s
通过平均耗时可以看到WriteString方法执行效率最高。Sprintf方法效率最低。
- 我们看到
Strings.Join方法效率也比较低，在上面的场景下它的效率比较低，它在合并已有字符串数组的场合效率是很高的。 - 如果要连续拼接大量字符串推荐使用
WriteString方法，如果是少量字符串拼接，也可以直接使用+。 append方法的效率也是很高的，它主要用于切片的拼接。fmt.Sprintf方法虽然效率低，但在少量数据拼接中，如果你想拼接其它数据类型，使用它可以完美的解决：
name := "zhangsan"
age := 20
str4 := fmt.Sprintf("%s is %d years old", name, age)
fmt.Println(str4) // zhangsan is 20 years old
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