go语言string之Buffer与Builder操作字符串离不开字符串的拼接,但是Go中string是只读类型,大量字符串的拼接会造成性能问题 。
拼接字符串,无外乎四种方式,采用“+”,“fmt.Sprintf()”,"bytes.Buffer","strings.Builder"
上面我们创建10万字符串拼接的测试 , 可以发现"bytes.Buffer","strings.Builder"的性能最好,约是“+”的1000倍级别 。
这是由于string是不可修改的,所以在使用“+”进行拼接字符串 , 每次都会产生申请空间,拼接,复制等操作,数据量大的情况下非常消耗资源和性能 。而采用Buffer等方式,都是预先计算拼接字符串数组的总长度(如果可以知道长度),申请空间,底层是slice数组 , 可以以append的形式向后进行追加 。最后在转换为字符串 。这申请了不断申请空间的操作,也减少了空间的使用和拷贝的次数,自然性能也高不少 。
bytes.buffer是一个缓冲byte类型的缓冲器存放着都是byte
是一个变长的 buffer , 具有 Read 和Write 方法 。Buffer 的 零值 是一个 空的 buffer,但是可以使用,底层就是一个 []byte, 字节切片 。
向Buffer中写数据,可以看出Buffer中有个Grow函数用于对切片进行扩容 。
从Buffer中读取数据
strings.Builder的方法和bytes.Buffer的方法的命名几乎一致 。
但实现并不一致,Builder的Write方法直接将字符拼接slice数组后 。
其没有提供read方法,但提供了strings.Reader方式
Reader 结构:
【go语言接收器命名 go语言接口详解】 Buffer:
Builder:
可以看出Buffer和Builder底层都是采用[]byte数组进行装载数据 。
先来说说Buffer:
创建好Buffer是一个empty的,off 用于指向读写的尾部 。
在写的时候,先判断当前写入字符串长度是否大于Buffer的容量 , 如果大于就调用grow进行扩容,扩容申请的长度为当前写入字符串的长度 。如果当前写入字符串长度小于最小字节长度64,直接创建64长度的[]byte数组 。如果申请的长度小于二分之一总容量减去当前字符总长度,说明存在很大一部分被使用但已读,可以将未读的数据滑动到数组头 。如果容量不足,扩展2*c + n。
其String()方法就是将字节数组强转为string
Builder是如何实现的 。
Builder采用append的方式向字节数组后添加字符串 。
从上面可以看出,[]byte的内存大小也是以倍数进行申请的,初始大小为 0,第一次为大于当前申请的最大 2 的指数,不够进行翻倍.
可以看出如果旧容量小于1024进行翻倍,否则扩展四分之一 。(2048 byte 后 , 申请策略的调整) 。
其次String()方法与Buffer的string方法也有明显区别 。Buffer的string是一种强转,我们知道在强转的时候是需要进行申请空间,并拷贝的 。而Builder只是指针的转换 。
这里我们解析一下 *(*string)(unsafe.Pointer(b.buf)) 这个语句的意思 。
先来了解下unsafe.Pointer 的用法 。
也就是说,unsafe.Pointer 可以转换为任意类型 , 那么意味着,通过unsafe.Pointer媒介,程序绕过类型系统,进行地址转换而不是拷贝 。
即*A = Pointer = *B
就像上面例子一样 , 将字节数组转为unsafe.Pointer类型 , 再转为string类型,s和b中内容一样,修改b,s也变了,说明b和s是同一个地址 。但是对s重新赋值后,意味着s的地址指向了“WORLD”,它们所使用的内存空间不同了,所以s改变后 , b并不会改变 。
所以他们的区别就在于 bytes.Buffer 是重新申请了一块空间,存放生成的string变量,而strings.Builder直接将底层的[]byte转换成了string类型返回了回来,去掉了申请空间的操作 。
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