前言

在C#编程中字符串拼接是一种常见且基础的操作，广泛应用于各种场景，如动态生成SQL查询、构建日志信息、格式化用户显示内容等。然而，不同的字符串拼接方式在性能和内存使用上可能存在显著差异。今天咱们一起来看看在C#中字符串拼接的常见6种方式及其使用BenchmarkDotNet进行性能分析对比。

BenchmarkDotNet

BenchmarkDotNet是一个基于.NET开源、功能全面、易于使用的性能基准测试框架，它为.NET开发者提供了强大的性能评估和优化能力。通过自动化测试、多平台支持、高级统计分析和自定义配置等特性，BenchmarkDotNet帮助开发者更好地理解和优化软件系统的性能表现。

• 使用教程详细介绍：https://mp.weixin.qq.com/s/6mpHS1OVuIlBgdU71OIIOw

拼接基础数据

private const int IterationCount = 1000;
private const string StringPart1 = "追逐时光者";
private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
private const string StringPart3 = "DotNetGuide技术社区";
private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐时光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技术社区" };

+操作符

 /// 

 /// 使用 + 操作符拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string PlusOperator()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += StringPart1 + " " + StringPart2 + " " + StringPart3;
 }
return result;
 }

$内插字符串

 /// 

 /// 使用 $ 内插字符串拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string InterpolatedString()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += $"{StringPart1} {StringPart2} {StringPart3}";
 }
return result;
 }

String.Format

 /// 

 /// 使用string.Format()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringFormat()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Format("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3);
 }
return result;
 }

String.Concat

 /// 

 /// 使用string.Concat()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringConcat()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Concat(StringPart1, " ", StringPart2, " ", StringPart3);
 }
return result;
 }

String.Join

 /// 

 /// 使用string.Join()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringJoin()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Join(" ", _stringPartsArray);
 }
return result;
 }

StringBuilder

 /// 

 /// 使用StringBuilder拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringBuilder()
 {
 StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 stringBuilder.Append(StringPart1);
 stringBuilder.Append(" ");
 stringBuilder.Append(StringPart2);
 stringBuilder.Append(" ");
 stringBuilder.Append(StringPart3);
 }
return stringBuilder.ToString();
 }

性能基准对比测试完整代码

 [MemoryDiagnoser]//记录内存分配情况
 public class StringConcatenationBenchmark
 {
 private const int IterationCount = 1000;
 private const string StringPart1 = "追逐时光者";
 private const string StringPart2 = "DotNetGuide";
 private const string StringPart3 = "DotNetGuide技术社区";
 private readonly string[] _stringPartsArray = { "追逐时光者", "DotNetGuide", "DotNetGuide技术社区" };

 /// 

 /// 使用 + 操作符拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string PlusOperator()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += StringPart1 + " " + StringPart2 + " " + StringPart3;
 }
return result;
 }

 /// 

 /// 使用 $ 内插字符串拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string InterpolatedString()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += $"{StringPart1} {StringPart2} {StringPart3}";
 }
return result;
 }

 /// 

 /// 使用string.Format()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringFormat()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Format("{0} {1} {2}", StringPart1, StringPart2, StringPart3);
 }
return result;
 }

 /// 

 /// 使用string.Concat()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringConcat()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Concat(StringPart1, " ", StringPart2, " ", StringPart3);
 }
return result;
 }

 /// 

 /// 使用string.Join()拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringJoin()
 {
 string result = string.Empty;
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 result += string.Join(" ", _stringPartsArray);
 }
return result;
 }

 /// 

 /// 使用StringBuilder拼接字符串
 /// 

 /// 
 [Benchmark]
 public string StringBuilder()
 {
 StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < IterationCount; i++)
 {
 stringBuilder.Append(StringPart1);
 stringBuilder.Append(" ");
 stringBuilder.Append(StringPart2);
 stringBuilder.Append(" ");
 stringBuilder.Append(StringPart3);
 }
return stringBuilder.ToString();
 }
 }

性能基准对比测试分析报告

说明：

• Mean: 所有测量值的算术平均值。
• Error: 99.9% 置信区间的一半。
• StdDev: 所有测量值的标准差。
• Gen0: 第 0 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
• Gen1: 第 1 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
• Gen2: 第 2 代 GC 每 1000 次操作收集一次。
• Allocated: 每次操作分配的内存（仅托管内存，包含所有内容，1KB = 1024B）。
• 1 ms: 1 毫秒（0.001 秒）。

性能基准对比测试结论

从上面的性能基准对比测试分析报告来看StringBuilder是性能最好的字符串拼接方式，特别是在需要频繁进行拼接的场景中。其他方式（如+操作符、$内插字符串、String.Format、String.Concat和String.Join）在性能上相对较差，因为它们会导致多次内存分配和复制。

因此我们在选择字符串拼接方式时，应该根据具体场景和需求进行选择。如果性能是关键因素，并且需要频繁进行拼接，则应使用StringBuilder。如果代码简洁性和易读性更重要，并且拼接次数较少，则可以考虑使用其他方式。