String.Join vs. StringBuilder:哪个更快?

时间:2009-02-25 12:49:22

标签: .net performance string stringbuilder

在关于将double[][]格式化为CSV格式的previous question中,使用StringBuilder的Marc Gravell said将比String.Join更快。这是真的吗?

6 个答案:

答案 0 :(得分:94)

简短回答:这取决于。

长答案:如果您已经有一个字符串数组要连接在一起(使用分隔符),String.Join是最快的方法。

String.Join可以浏览所有字符串以计算出所需的确切长度,然后再次复制并复制所有数据。这意味着将涉及 no 额外复制。 唯一的缺点是它必须经过两次字符串,这意味着可能会超出内存缓存次数。

如果事先将字符串作为数组,那么可能使用StringBuilder的速度更快 - 但是会出现这样的情况:吨。如果使用StringBuilder表示执行大量复制,那么构建数组然后调用String.Join可能会更快。

编辑:这是对String.Join的一次调用与对StringBuilder.Append的一连串调用的比较。在最初的问题中,我们有两个不同级别的String.Join调用,因此每个嵌套调用都会创建一个中间字符串。换句话说,它更复杂,更难以猜测。我会惊讶地发现,与典型数据相比,(在复杂性方面)要么“获胜”。

编辑:当我在家时,我会写出一个基准,尽管StringBuilder可能会很痛苦。基本上如果你有一个数组,其中每个元素大小是前一个元素的两倍,并且你得到它恰到好处,你应该能够为每个附加强制复制(元素,而不是分隔符,尽管这需要也要考虑到)。那时它几乎和简单的字符串连接一样糟糕 - 但String.Join没有问题。

答案 1 :(得分:30)

这是我的测试装备,为简单起见使用int[][];结果第一:

Join: 9420ms (chk: 210710000
OneBuilder: 9021ms (chk: 210710000

(更新double结果:)

Join: 11635ms (chk: 210710000
OneBuilder: 11385ms (chk: 210710000

(更新re 2048 * 64 * 150)

Join: 11620ms (chk: 206409600
OneBuilder: 11132ms (chk: 206409600

并启用了OptimizeForTesting:

Join: 11180ms (chk: 206409600
OneBuilder: 10784ms (chk: 206409600

如此之快,但并非如此; rig(在控制台上运行,在发布模式下运行等):

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Collect()
        {
            GC.Collect(GC.MaxGeneration, GCCollectionMode.Forced);
            GC.WaitForPendingFinalizers();
            GC.Collect(GC.MaxGeneration, GCCollectionMode.Forced);
            GC.WaitForPendingFinalizers();
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            const int ROWS = 500, COLS = 20, LOOPS = 2000;
            int[][] data = new int[ROWS][];
            Random rand = new Random(123456);
            for (int row = 0; row < ROWS; row++)
            {
                int[] cells = new int[COLS];
                for (int col = 0; col < COLS; col++)
                {
                    cells[col] = rand.Next();
                }
                data[row] = cells;
            }
            Collect();
            int chksum = 0;
            Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < LOOPS; i++)
            {
                chksum += Join(data).Length;
            }
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("Join: {0}ms (chk: {1}", watch.ElapsedMilliseconds, chksum);

            Collect();
            chksum = 0;
            watch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < LOOPS; i++)
            {
                chksum += OneBuilder(data).Length;
            }
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("OneBuilder: {0}ms (chk: {1}", watch.ElapsedMilliseconds, chksum);

            Console.WriteLine("done");
            Console.ReadLine();
        }
        public static string Join(int[][] array)
        {
            return String.Join(Environment.NewLine,
                    Array.ConvertAll(array,
                      row => String.Join(",",
                        Array.ConvertAll(row, x => x.ToString()))));
        }
        public static string OneBuilder(IEnumerable<int[]> source)
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            bool firstRow = true;
            foreach (var row in source)
            {
                if (firstRow)
                {
                    firstRow = false;
                }
                else
                {
                    sb.AppendLine();
                }
                if (row.Length > 0)
                {
                    sb.Append(row[0]);
                    for (int i = 1; i < row.Length; i++)
                    {
                        sb.Append(',').Append(row[i]);
                    }
                }
            }
            return sb.ToString();
        }
    }
}

答案 2 :(得分:17)

我不这么认为。通过Reflector查看,String.Join的实现看起来非常优化。它还具有预先知道要创建的字符串总大小的额外好处,因此不需要任何重新分配。

我创建了两种测试方法来比较它们:

public static string TestStringJoin(double[][] array)
{
    return String.Join(Environment.NewLine,
        Array.ConvertAll(array,
            row => String.Join(",",
                       Array.ConvertAll(row, x => x.ToString()))));
}

public static string TestStringBuilder(double[][] source)
{
    // based on Marc Gravell's code

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    foreach (var row in source)
    {
        if (row.Length > 0)
        {
            sb.Append(row[0]);
            for (int i = 1; i < row.Length; i++)
            {
                sb.Append(',').Append(row[i]);
            }
        }
    }
    return sb.ToString();
}

我运行了每个方法50次,传入一个大小为[2048][64]的数组。我为两个阵列做了这个;一个填充零,另一个填充随机值。我在我的机器上得到了以下结果(P4 3.0 GHz,单核,无HT,从CMD运行释放模式):

// with zeros:
TestStringJoin    took 00:00:02.2755280
TestStringBuilder took 00:00:02.3536041

// with random values:
TestStringJoin    took 00:00:05.6412147
TestStringBuilder took 00:00:05.8394650

将数组的大小增加到[2048][512],同时将迭代次数减少到10得到以下结果:

// with zeros:
TestStringJoin    took 00:00:03.7146628
TestStringBuilder took 00:00:03.8886978

// with random values:
TestStringJoin    took 00:00:09.4991765
TestStringBuilder took 00:00:09.3033365

结果是可重复的(几乎;由不同的随机值引起的小波动)。显然String.Join大部分时间都要快一点(虽然幅度非常小)。

这是我用于测试的代码:

const int Iterations = 50;
const int Rows = 2048;
const int Cols = 64; // 512

static void Main()
{
    OptimizeForTesting(); // set process priority to RealTime

    // test 1: zeros
    double[][] array = new double[Rows][];
    for (int i = 0; i < array.Length; ++i)
        array[i] = new double[Cols];

    CompareMethods(array);

    // test 2: random values
    Random random = new Random();
    double[] template = new double[Cols];
    for (int i = 0; i < template.Length; ++i)
        template[i] = random.NextDouble();

    for (int i = 0; i < array.Length; ++i)
        array[i] = template;

    CompareMethods(array);
}

static void CompareMethods(double[][] array)
{
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < Iterations; ++i)
        TestStringJoin(array);
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("TestStringJoin    took " + stopwatch.Elapsed);

    stopwatch.Reset(); stopwatch.Start();
    for (int i = 0; i < Iterations; ++i)
        TestStringBuilder(array);
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine("TestStringBuilder took " + stopwatch.Elapsed);

}

static void OptimizeForTesting()
{
    Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;
    Process currentProcess = Process.GetCurrentProcess();
    currentProcess.PriorityClass = ProcessPriorityClass.RealTime;
    if (Environment.ProcessorCount > 1) {
        // use last core only
        currentProcess.ProcessorAffinity
            = new IntPtr(1 << (Environment.ProcessorCount - 1));
    }
}

答案 3 :(得分:9)

除非1%的差异在整个程序运行的时间内变成重要的东西,否则这看起来像微优化。我会编写最易读/可理解的代码,而不用担心1%的性能差异。

答案 4 :(得分:-1)

大约一个月前,阿特伍德有一篇与此有关的帖子:

http://www.codinghorror.com/blog/archives/001218.html

答案 5 :(得分:-3)

是肯定的。如果你做的不仅仅是几个连接,它将很多更快。

当你执行string.join时,运行时必须:

  1. 为结果字符串分配内存
  2. 将第一个字符串的内容复制到输出字符串的开头
  3. 将第二个字符串的内容复制到输出字符串的末尾。
  4. 如果进行两次连接,则必须复制数据两次,依此类推。

    StringBuilder分配一个带有空间的缓冲区,因此可以附加数据而无需复制原始字符串。由于缓冲区中剩余空间,因此可以将附加的字符串直接写入缓冲区。 然后它必须在最后复制整个字符串一次。