Как эффективно объединить строки в го

В Go, a stringявляется примитивным типом, что означает, что он доступен только для чтения, и каждая его манипуляция создаст новую строку.

Итак, если я хочу объединить строки много раз, не зная длины полученной строки, каков наилучший способ сделать это?

Наивным способом будет:

s := ""
for i := 0; i < 1000; i++ {
    s += getShortStringFromSomewhere()
}
return s

но это не кажется очень эффективным.

Новый путь:

С Go 1.10 есть strings.Builderтип, пожалуйста, посмотрите на этот ответ для более подробной информации .

Старый Путь:

Используйте bytesпакет. У него есть Bufferтип, который реализует io.Writer.

package main

import (
    "bytes"
    "fmt"
)

func main() {
    var buffer bytes.Buffer

    for i := 0; i < 1000; i++ {
        buffer.WriteString("a")
    }

    fmt.Println(buffer.String())
}

Это происходит за O (n) раз.

Наиболее эффективный способ объединения строк - использование встроенной функции copy. В моих тестах этот подход примерно в 3 раза быстрее, чем при использовании, bytes.Bufferи намного быстрее (~ 12 000 раз), чем при использовании оператора +. Кроме того, он использует меньше памяти.

Я создал контрольный пример, чтобы доказать это, и вот результаты:

BenchmarkConcat  1000000    64497 ns/op   502018 B/op   0 allocs/op
BenchmarkBuffer  100000000  15.5  ns/op   2 B/op        0 allocs/op
BenchmarkCopy    500000000  5.39  ns/op   0 B/op        0 allocs/op

Ниже приведен код для тестирования:

package main

import (
    "bytes"
    "strings"
    "testing"
)

func BenchmarkConcat(b *testing.B) {
    var str string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        str += "x"
    }
    b.StopTimer()

    if s := strings.Repeat("x", b.N); str != s {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", str, s)
    }
}

func BenchmarkBuffer(b *testing.B) {
    var buffer bytes.Buffer
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        buffer.WriteString("x")
    }
    b.StopTimer()

    if s := strings.Repeat("x", b.N); buffer.String() != s {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", buffer.String(), s)
    }
}

func BenchmarkCopy(b *testing.B) {
    bs := make([]byte, b.N)
    bl := 0

    b.ResetTimer()
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        bl += copy(bs[bl:], "x")
    }
    b.StopTimer()

    if s := strings.Repeat("x", b.N); string(bs) != s {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(bs), s)
    }
}

// Go 1.10
func BenchmarkStringBuilder(b *testing.B) {
    var strBuilder strings.Builder

    b.ResetTimer()
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        strBuilder.WriteString("x")
    }
    b.StopTimer()

    if s := strings.Repeat("x", b.N); strBuilder.String() != s {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", strBuilder.String(), s)
    }
}

В Go 1.10+ есть strings.Builder, здесь .

Построитель используется для эффективного построения строки с использованием методов записи. Это минимизирует копирование памяти. Нулевое значение готово к использованию.

пример

Это почти то же самое с bytes.Buffer.

package main

import (
    "strings"
    "fmt"
)

func main() {
    // ZERO-VALUE:
    //
    // It's ready to use from the get-go.
    // You don't need to initialize it.
    var str strings.Builder

    for i := 0; i < 1000; i++ {
        str.WriteString("a")
    }

    fmt.Println(str.String())
}

Нажмите, чтобы увидеть это на детской площадке .

Запись

• Не копируйте значение StringBuilder, поскольку оно кэширует базовые данные.
• Если вы хотите поделиться значением StringBuilder, используйте указатель на него.

Поддерживаемые интерфейсы

Методы StringBuilder реализуются с учетом существующих интерфейсов. Так что вы можете легко переключаться на новый тип Builder в своем коде.

• Grow (int) -> bytes.Buffer # Grow
• Len () int -> bytes.Buffer # Len
• Сброс () -> bytes.Buffer # Сброс
• String () string -> fmt.Stringer
• Запись ([] байт) (int, ошибка) -> io.Writer
• Ошибка WriteByte (byte) -> io.ByteWriter
• WriteRune (руна) (int, ошибка) -> bufio.Writer # WriteRune - bytes.Buffer # WriteRune
• WriteString (строка) (int, ошибка) -> io.stringWriter

Отличия от байтов. Буфер

• Он может только расти или сбрасываться.

• Он имеет встроенный механизм copyCheck, который предотвращает случайное копирование:

  func (b *Builder) copyCheck() { ... }

• В bytes.Buffer, можно получить доступ основных данных , например , следующим образом : (*Buffer).Bytes().

  • strings.Builder предотвращает эту проблему.
  • Иногда это не проблема, хотя и желательно вместо этого.
  • Например: для режима просмотра, когда байты передаются в и io.Readerт. Д.

Проверьте его исходный код для более подробной информации, здесь .

В пакете строк есть библиотечная функция Join: http://golang.org/pkg/strings/#Join

Взгляд на код Joinпоказывает аналогичный подход к функции добавления. Кинопико пишет: https://golang.org/src/strings/strings.go#L420.

Применение:

import (
    "fmt";
    "strings";
)

func main() {
    s := []string{"this", "is", "a", "joined", "string\n"};
    fmt.Printf(strings.Join(s, " "));
}

$ ./test.bin
this is a joined string

Я только что проверил верхний ответ, опубликованный выше, в своем собственном коде (рекурсивное обход дерева) и простой оператор concat на самом деле быстрее, чем BufferString.

func (r *record) String() string {
    buffer := bytes.NewBufferString("");
    fmt.Fprint(buffer,"(",r.name,"[")
    for i := 0; i < len(r.subs); i++ {
        fmt.Fprint(buffer,"\t",r.subs[i])
    }
    fmt.Fprint(buffer,"]",r.size,")\n")
    return buffer.String()
}

Это заняло 0,81 секунды, тогда как следующий код:

func (r *record) String() string {
    s := "(\"" + r.name + "\" ["
    for i := 0; i < len(r.subs); i++ {
        s += r.subs[i].String()
    }
    s += "] " + strconv.FormatInt(r.size,10) + ")\n"
    return s
} 

заняло всего 0,61 секунды. Вероятно, это связано с накладными расходами на создание нового BufferString.

Обновление: я также протестировал joinфункцию, и она запустилась за 0,54 секунды.

func (r *record) String() string {
    var parts []string
    parts = append(parts, "(\"", r.name, "\" [" )
    for i := 0; i < len(r.subs); i++ {
        parts = append(parts, r.subs[i].String())
    }
    parts = append(parts, strconv.FormatInt(r.size,10), ")\n")
    return strings.Join(parts,"")
}

Вы можете создать большой кусок байтов и скопировать байты коротких строк в него, используя строковые фрагменты. В «Effective Go» есть функция:

func Append(slice, data[]byte) []byte {
    l := len(slice);
    if l + len(data) > cap(slice) { // reallocate
        // Allocate double what's needed, for future growth.
        newSlice := make([]byte, (l+len(data))*2);
        // Copy data (could use bytes.Copy()).
        for i, c := range slice {
            newSlice[i] = c
        }
        slice = newSlice;
    }
    slice = slice[0:l+len(data)];
    for i, c := range data {
        slice[l+i] = c
    }
    return slice;
}

Затем, когда операции завершены, используйте string ( )большой кусок байтов, чтобы снова преобразовать его в строку.

Это самое быстрое решение, которое не требует, чтобы вы сначала знали или рассчитали общий размер буфера:

var data []byte
for i := 0; i < 1000; i++ {
    data = append(data, getShortStringFromSomewhere()...)
}
return string(data)

По моим оценкам , это на 20% медленнее, чем решение для копирования (8,1 нс на приложение, а не 6,72 нс), но все еще на 55% быстрее, чем использование байтов. Буфер.

package main

import (
  "fmt"
)

func main() {
    var str1 = "string1"
    var str2 = "string2"
    out := fmt.Sprintf("%s %s ",str1, str2)
    fmt.Println(out)
}

Примечание добавлено в 2018 году

С Go 1.10 есть strings.Builderтип, пожалуйста, посмотрите на этот ответ для более подробной информации .

Ответ до 201x

Код теста @ cd1 и другие ответы неверны. b.Nне должен быть установлен в тестовой функции. Он устанавливается инструментом динамического тестирования, чтобы определить, стабильно ли время выполнения теста.

Функция эталонного теста должна запускать одинаковое b.Nвремя теста, и тест внутри цикла должен быть одинаковым для каждой итерации. Поэтому я исправляю это, добавляя внутренний цикл. Я также добавлю тесты для некоторых других решений:

package main

import (
    "bytes"
    "strings"
    "testing"
)

const (
    sss = "xfoasneobfasieongasbg"
    cnt = 10000
)

var (
    bbb      = []byte(sss)
    expected = strings.Repeat(sss, cnt)
)

func BenchmarkCopyPreAllocate(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        bs := make([]byte, cnt*len(sss))
        bl := 0
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            bl += copy(bs[bl:], sss)
        }
        result = string(bs)
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkAppendPreAllocate(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        data := make([]byte, 0, cnt*len(sss))
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            data = append(data, sss...)
        }
        result = string(data)
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkBufferPreAllocate(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        buf := bytes.NewBuffer(make([]byte, 0, cnt*len(sss)))
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            buf.WriteString(sss)
        }
        result = buf.String()
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkCopy(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        data := make([]byte, 0, 64) // same size as bootstrap array of bytes.Buffer
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            off := len(data)
            if off+len(sss) > cap(data) {
                temp := make([]byte, 2*cap(data)+len(sss))
                copy(temp, data)
                data = temp
            }
            data = data[0 : off+len(sss)]
            copy(data[off:], sss)
        }
        result = string(data)
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkAppend(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        data := make([]byte, 0, 64)
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            data = append(data, sss...)
        }
        result = string(data)
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkBufferWrite(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        var buf bytes.Buffer
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            buf.Write(bbb)
        }
        result = buf.String()
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkBufferWriteString(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        var buf bytes.Buffer
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            buf.WriteString(sss)
        }
        result = buf.String()
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

func BenchmarkConcat(b *testing.B) {
    var result string
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        var str string
        for i := 0; i < cnt; i++ {
            str += sss
        }
        result = str
    }
    b.StopTimer()
    if result != expected {
        b.Errorf("unexpected result; got=%s, want=%s", string(result), expected)
    }
}

Окружающая среда - OS X 10.11.6, 2,2 ГГц Intel Core i7

Результаты теста:

BenchmarkCopyPreAllocate-8         20000             84208 ns/op          425984 B/op          2 allocs/op
BenchmarkAppendPreAllocate-8       10000            102859 ns/op          425984 B/op          2 allocs/op
BenchmarkBufferPreAllocate-8       10000            166407 ns/op          426096 B/op          3 allocs/op
BenchmarkCopy-8                    10000            160923 ns/op          933152 B/op         13 allocs/op
BenchmarkAppend-8                  10000            175508 ns/op         1332096 B/op         24 allocs/op
BenchmarkBufferWrite-8             10000            239886 ns/op          933266 B/op         14 allocs/op
BenchmarkBufferWriteString-8       10000            236432 ns/op          933266 B/op         14 allocs/op
BenchmarkConcat-8                     10         105603419 ns/op        1086685168 B/op    10000 allocs/op

Вывод:

1. CopyPreAllocateсамый быстрый способ; AppendPreAllocateдовольно близко к № 1, но легче написать код.
2. Concatимеет очень плохую производительность как по скорости, так и по использованию памяти. Не используйте это.
3. Buffer#Writeи Buffer#WriteStringв основном одинаковы по скорости, вопреки тому, что @ Dani-Br сказал в комментарии. Учитывая, stringчто действительно []byteв Go, это имеет смысл.
4. bytes.Buffer в основном использует то же решение, что и Copyс дополнительным бухгалтерским учетом и другими вещами.
5. Copyи Appendиспользовать размер начальной загрузки 64, такой же, как байты. Буфер
6. Appendиспользовать больше памяти и выделяет, я думаю, это связано с алгоритмом роста, который он использует. Это не растет память так быстро, как байты.

Предложение:

1. Для простой задачи, такой как то, что хочет OP, я бы использовал Appendили AppendPreAllocate. Это достаточно быстро и просто в использовании.
2. Если необходимо одновременно прочитать и записать буфер, используйте, bytes.Bufferконечно. Вот для чего он предназначен.

Мое оригинальное предложение было

s12 := fmt.Sprint(s1,s2)

Но выше ответ, используя bytes.Buffer - WriteString () является наиболее эффективным способом.

Мое первоначальное предложение использует отражение и переключение типов. Смотрите (p *pp) doPrintи(p *pp) printArg
нет универсального интерфейса Stringer () для базовых типов, как я наивно думал.

По крайней мере, Sprint () внутренне использует bytes.Buffer. таким образом

`s12 := fmt.Sprint(s1,s2,s3,s4,...,s1000)`

является приемлемым с точки зрения распределения памяти.

=> Сцепление Sprint () может использоваться для быстрого вывода отладочной информации.
=> В противном случае используйте bytes.Buffer ... WriteString

Расширение ответа cd1: вы можете использовать append () вместо copy (). Функция append () обеспечивает более продвинутые предварительные условия, стоит немного больше памяти, но экономит время. Я добавил еще две отметки вверху вашей. Беги локально с

go test -bench=. -benchtime=100ms

На моем ThinkPad T400s это дает:

BenchmarkAppendEmpty    50000000         5.0 ns/op
BenchmarkAppendPrealloc 50000000         3.5 ns/op
BenchmarkCopy           20000000        10.2 ns/op

Это актуальная версия теста, предоставляемая @ cd1 ( Go 1.8, linux x86_64) с исправлениями ошибок, упомянутых @icza и @PickBoy.

Bytes.Bufferтолько в 7разы быстрее, чем прямая конкатенация строк через +оператор.

package performance_test

import (
    "bytes"
    "fmt"
    "testing"
)

const (
    concatSteps = 100
)

func BenchmarkConcat(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        var str string
        for i := 0; i < concatSteps; i++ {
            str += "x"
        }
    }
}

func BenchmarkBuffer(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        var buffer bytes.Buffer
        for i := 0; i < concatSteps; i++ {
            buffer.WriteString("x")
        }
    }
}

Тайминги:

BenchmarkConcat-4                             300000          6869 ns/op
BenchmarkBuffer-4                            1000000          1186 ns/op

goutils.JoinBetween

 func JoinBetween(in []string, separator string, startIndex, endIndex int) string {
    if in == nil {
        return ""
    }

    noOfItems := endIndex - startIndex

    if noOfItems <= 0 {
        return EMPTY
    }

    var builder strings.Builder

    for i := startIndex; i < endIndex; i++ {
        if i > startIndex {
            builder.WriteString(separator)
        }
        builder.WriteString(in[i])
    }
    return builder.String()
}

Я делаю это, используя следующее: -

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

func main (){
    concatenation:= strings.Join([]string{"a","b","c"},"") //where second parameter is a separator. 
    fmt.Println(concatenation) //abc
}

package main

import (
"fmt"
)

func main() {
    var str1 = "string1"
    var str2 = "string2"
    result := make([]byte, 0)
    result = append(result, []byte(str1)...)
    result = append(result, []byte(str2)...)
    result = append(result, []byte(str1)...)
    result = append(result, []byte(str2)...)

    fmt.Println(string(result))
}

результат теста со статистикой выделения памяти. проверьте код теста на github .

использовать строки. Builder для оптимизации производительности.

go test -bench . -benchmem
goos: darwin
goarch: amd64
pkg: github.com/hechen0/goexp/exps
BenchmarkConcat-8                1000000             60213 ns/op          503992 B/op          1 allocs/op
BenchmarkBuffer-8               100000000               11.3 ns/op             2 B/op          0 allocs/op
BenchmarkCopy-8                 300000000                4.76 ns/op            0 B/op          0 allocs/op
BenchmarkStringBuilder-8        1000000000               4.14 ns/op            6 B/op          0 allocs/op
PASS
ok      github.com/hechen0/goexp/exps   70.071s

s := fmt.Sprintf("%s%s", []byte(s1), []byte(s2))

strings.Join() из пакета "Струны"

Если у вас есть несоответствие типов (например, если вы пытаетесь соединить int и строку), вы делаете RANDOMTYPE (вещь, которую вы хотите изменить)

EX:

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

var intEX = 0
var stringEX = "hello all you "
var stringEX2 = "people in here"


func main() {
    s := []string{stringEX, stringEX2}
    fmt.Println(strings.Join(s, ""))
}

Вывод :

hello all you people in here