Go：如何高效地拼接字符串
不久前，因为一些原因，我们决定用 Go 语言对一个 Java 项目进行重构。这个项目的业务非常简单，在实现简单业务的简单功能时，需要将几组短字符串按顺序拼接成一个长字符串。毋庸置疑，使用 + 操作符，是常用的字符串拼接方法，这在很多编程语言中都适用，Go 也不例外。
功能重构很快完成了，但在代码 review 环节时，对新语言的好奇心频频冒出，Go 语言中是否有其他更为高级或者灵活的方法呢？经过一番调研尝试，初步得出使用 strings.Builder 是性能最优的结论，于是，决定用它替换 + 操作符，并部署到线上。
几个月后，该项目在原基础上需求有所增加。再次面对该代码，心情也发生了变化，使用 strings.Builder 固然可行，但它需要三行代码，相比之下，用 + 操作符一行代码便能实现。在简洁性和高效性之间，该如何抉择呢？Go 语言中，是否有鱼和熊掌兼得的方法？
抱着这样的心思，我总结出 Go 语言中至少有 6 种关于字符串的拼接方式。但新问题也随之产生了，为何 Go 语言支持如此多种拼接方式？每种方式的存在，其背后的原因和逻辑又是什么呢？
让我们先分两种常用场景、两种字符串长度进行对比看看。
一、不同情景下的效率测试
待拼接字符串长度、次数已知，可一次完成字符串拼接，测试结果如下：
32 字节以下。 
超过 32 字节，未超过 64 字节。 +操作符发生了一次内存分配，但效率依然很高。bytes.Buffer高于strings.Builder。
64 字节以上。 +操作符优势依然明显，strings.Join()也不甘示弱。
待拼接字符串长度、次数未知，需要循环追加完成拼接操作，测试结果如下：
32 字节以下。 +每次拼接都会生成新字符串，导致大量的字符串创建、替代。
超过 32 字节，未超过 64 字节。 bytes.Buffer发生 2 次内存分配。
64 字节以上。 bytes.Buffer优势已然不再，strings.Builder一骑绝尘。不过，这似乎还不是最终的结果。
大量字符串拼接，终于要使出 strings.Builder的必杀器Grow()了，bytes.Buffer也有Grow()方法，但似乎作用不大。
二、原理分析
从上面的测试结果可以看出，在不同情况下，每种拼接方式的效率都不同，为什么会这样呢？那就得从它们的拼接原理说起。
+操作符，也叫级联符。它使用简单、应用广泛。res := "发" + "发"拼接过程：
1.编译器将字符串转换成字符数组后调用 runtime/string.go 的 concatstrings() 函数
2.在函数内遍历字符数组，得到总长度
3.如果字符数组总长度未超过预留 buf(32字节)，使用预留，反之，生成新的字符数组，根据总长度一次性分配内存空间
4.将字符串逐个拷贝到新数组，并销毁旧数组+=追加操作符，与+操作符相同，也是通过runtime/string.go的concatstrings()函数实现拼接，区别是它通常用于循环中往字符串末尾追加，每追加一次，生成一个新的字符串替代旧的，效率极低。res := "发"
res += "发"拼接过程：
1.同上bytes.Buffer，在 Golang 1.10 之前，它是循环中往末尾追加效率最高的方法，尤其是当拼接的字符串数量较大时。var b bytes.Buffer // 创建一个 buffer
b.WriteString("发") // 将字符串追加到buffer上
b.WriteString("发")
b.String() // 取出字符串并返回拼接过程：
1.创建 []byte ，用于缓存需要拼接的字符串
2.首次使用 WriteString() 填充字符串时，由于字节数组容量为 0 ，最少会发生 1 次内存分配
3.待拼接字符串长度小于 64 字节，make 一个长度为字符串总长度，容量为 64 字节的新数组
4.待拼接字符串超过 64 字节时动态扩容，按 2* 当前容量 + 待拼接字符长度 make 新字节数组
5.将字节数组转换成 string 类型返回strings.Builder在 Golang 1.10 更新后，替代了byte.Buffer，成为号称效率最高的拼接方法。var b strings.Builder
b.WriteString("发")
b.WriteString("发")
b.String()拼接过程：
1.创建 []byte，用于缓存需要拼接的字符串
2.通过 append 将数据填充到前面创建的 []byte 中
3.append 时，如果字符串超过初始容量 8 且小于 1024 字节时，按乘以 2 的容量创建新的字节数组，超过 1024 字节时，按 1/4 增加
4.将老数据复制到新创建的字节数组中 5.追加新数据并返回strings.Join()主要适用于以指定分隔符方式连接成一个新字符串，分隔符可以为空，在字符串一次拼接操作中，性能仅次于+操作符。strings.Join([]string{"发", "发"}, "")拼接过程：
1.接收的是一个字符切片
2.遍历字符切片得到总长度，据此通过 builder.Grow 分配内存
3.底层使用了strings.Builder，每使用一次strings.Join()，都会创建新的 builder 对象fmt.Sprintf()，返回使用 format 格式化的参数。除了字符串拼接，函数内还有很多格式方面的判断，性能不高，但它可以拼接多种类型，字符串或数字等。fmt.Sprintf("str1 = %v,str2 = %v", "发", "发")拼接过程:
1.创建对象
2.字符串格式化操作
3.将格式化后的字符串通过 append 方式放到[] byte 中
4.最后将字节数组转换成 string 返回
三、结论
在待拼接字符串确定，可一次完成字符串拼接的情况下，推荐使用 + 操作符，即便 strings.Builder 用 Grow() 方法预先扩容，其性能也是不如 + 操作符的，另外，Grow()也不可设置过大。
在拼接字符串不确定、需要循环追加字符串时，推荐使用 strings.Builder。但在使用时，必须使用 Grow() 预先扩容，否则性能不如 strings.Join()。
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