使用常量进行字符串拼接 - 性能问题

Question

假设我有以下字符串常量：

const string constString1 = "Const String 1";
const string constString2 = "Const String 2";
const string constString3 = "Const String 3";
const string constString4 = "Const String 4";

现在我可以用两种方式连接字符串： 选项1：

string resultString = constString1 + constString2 + constString3 + constString4;

选项2：

string resultString = string.Format("{0}{1}{2}{3}",constString1,constString2,constString3,constString4);

在内部，string.Format使用StringBuilder.AppendFormat。现在考虑到我正在附加常量字符串，哪个选项（选项1或选项2）在性能和/或内存方面更好？

在这种情况下，选项1更好。因为它只需要在编译时分配一次内存，而选项2需要在运行时分配多次内存。

- coder_bro

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这听起来像过早的优化。 - nathan gonzalez

可能是重复的问题 https://dev59.com/nnVC5IYBdhLWcg3wbghT - Numan

@nathan - 而且试图在没有测量的情况下进行优化... - Marc Gravell

@xanatos：在这种情况下，concat应该比format更快没有技术上的原因（所有字符串都是常量，包括格式化字符串）。 - Nick Bastin

@xanatos：我认为，我同意Nick Bastin的观点。你能具体说明一下你在这两个方面的发现，并且你是基于什么来得出哪一个更快的结论的吗？ - Numan

Answer 1

第一个操作会在编译时完成（至少是Microsoft C#编译器），类似于编译器执行1 + 2的方式，第二个操作必须在运行时完成。因此，很明显第一个操作更快。

额外的好处是，在第一个操作中，字符串被内部化（interned），而在第二个操作中没有。

而String.Format相当慢 :-)（请参阅http://msmvps.com/blogs/jon_skeet/archive/2008/10/06/formatting-strings.aspx）。除非你的程序一整天都只做格式化字符串（成千上万次，而不是几十次），否则它并不“足够慢以至于成为问题”。那么你可能可以通过将它们附加到StringBuilder来更快地完成这些操作。

- xanatos

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即使是C++编译器也可以将它们优化为相同的指令，CLR JIT应该没有问题将它们合并到相同的程序集中。当然，它可能实际上并不这样做，但并不是因为缺乏信息。唯一确定的方法是进行测试。 - Nick Bastin

实际上，你在这里提到的优化是由C#编译器而不是JIT编译器完成的。 - Øyvind Bråthen

当然，我的观点是，即使CLR编译器没有这样做（显然它可以，因为在编译时你有足够的信息），它肯定可以在运行时轻松地完成。 - Nick Bastin

@Øyvind 是的，我已经用 Reflector 检查过了，正在进行修正。 - xanatos

我对字符串内部化并不十分确定。我进行了一项测试，表明字符串也通过string.Format场景进行了内部化（这让我感到有些惊讶）。 - Fredrik Mörk

Answer 2

第一种变体是最好的，但仅适用于使用常量字符串的情况。

这里有两个编译器优化（来自C#编译器，而不是JIT编译器）正在生效。让我们以一个程序为例。

const string A = "Hello ";
const string B = "World";

...
string test = A + B;

首先进行的优化是常量传播，它会将您的代码基本上更改为以下内容：

string test = "Hello " + "World";

然后，由于第一个优化，对文字串（因为它们现在是）的连接进行了优化，将其更改为

string test = "Hello World";

所以，如果您编写上述程序的任何变体，由于C#编译器进行的优化，实际的IL将是相同的（或者至少非常相似）。

- Øyvind Bråthen

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不管怎样，第一个版本都是最好的；即使使用非文字字面量，它仍将编译为单个 string.Concat 调用，并且不需要解析格式字符串("{0}{1}{2}{3}")。 - Marc Gravell