go語(yǔ)言string之Buffer與Builder

操作字符串離不開字符串的拼接，但是Go中string是只讀類型，大量字符串的拼接會(huì)造成性能問(wèn)題。

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拼接字符串，無(wú)外乎四種方式，采用“+”，“fmt.Sprintf()”,"bytes.Buffer","strings.Builder"

上面我們創(chuàng)建10萬(wàn)字符串拼接的測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)"bytes.Buffer","strings.Builder"的性能最好，約是“+”的1000倍級(jí)別。

這是由于string是不可修改的，所以在使用“+”進(jìn)行拼接字符串，每次都會(huì)產(chǎn)生申請(qǐng)空間，拼接，復(fù)制等操作，數(shù)據(jù)量大的情況下非常消耗資源和性能。而采用Buffer等方式，都是預(yù)先計(jì)算拼接字符串?dāng)?shù)組的總長(zhǎng)度（如果可以知道長(zhǎng)度），申請(qǐng)空間，底層是slice數(shù)組，可以以append的形式向后進(jìn)行追加。最后在轉(zhuǎn)換為字符串。這申請(qǐng)了不斷申請(qǐng)空間的操作，也減少了空間的使用和拷貝的次數(shù)，自然性能也高不少。

bytes.buffer是一個(gè)緩沖byte類型的緩沖器存放著都是byte

是一個(gè)變長(zhǎng)的 buffer，具有 Read 和Write 方法。 Buffer 的 零值 是一個(gè) 空的 buffer，但是可以使用，底層就是一個(gè) []byte， 字節(jié)切片。

向Buffer中寫數(shù)據(jù)，可以看出Buffer中有個(gè)Grow函數(shù)用于對(duì)切片進(jìn)行擴(kuò)容。

從Buffer中讀取數(shù)據(jù)

strings.Builder的方法和bytes.Buffer的方法的命名幾乎一致。

但實(shí)現(xiàn)敗彎銷并不一致，Builder的Write方法直接將字符拼接slice數(shù)組后。

其沒(méi)有提供read方法，但提供了strings.Reader方式

Reader 結(jié)構(gòu):

Buffer:

Builder:

可以看出Buffer和Builder底層都是采用[]byte數(shù)組進(jìn)行裝載數(shù)據(jù)。

先來(lái)說(shuō)說(shuō)Buffer:

創(chuàng)建好Buffer是一個(gè)empty的，off 用于指向讀寫的尾部。

在寫的時(shí)候，先判斷當(dāng)前寫入字符串長(zhǎng)度是否大于Buffer的容量，如果大于就調(diào)用grow進(jìn)行擴(kuò)容，擴(kuò)容申請(qǐng)的長(zhǎng)度為當(dāng)前寫入字符串的長(zhǎng)度。如果當(dāng)前寫入字符串長(zhǎng)度小于最小字節(jié)長(zhǎng)度64，直接創(chuàng)建64長(zhǎng)度的[]byte數(shù)組。如果申請(qǐng)的長(zhǎng)度小于二分之一總?cè)萘繙p去當(dāng)前字符總長(zhǎng)度，說(shuō)明存在很大一部分被使用但已讀，可以將未讀的數(shù)據(jù)滑動(dòng)到數(shù)組頭。如果容量不足，擴(kuò)展2*c + n 。

其String()方法就是將字節(jié)數(shù)組強(qiáng)轉(zhuǎn)為string

Builder是如何實(shí)現(xiàn)的。

Builder采用append的方式向字節(jié)數(shù)組后添加字符串。

從上面可以看出，[]byte的鬧空內(nèi)存大小也是以倍數(shù)進(jìn)行申請(qǐng)的，初始大小為 0，第一次為大于當(dāng)前申請(qǐng)的最大 2 的指數(shù)，不夠進(jìn)行翻倍.

可以看出如果舊容量小于1024進(jìn)行翻倍，否則擴(kuò)展四分之一。（2048 byte 后，申請(qǐng)策略的調(diào)整）。

其次String()方法與Buffer的string方法也有明顯區(qū)別。Buffer的string是一種強(qiáng)轉(zhuǎn)，我們知道在強(qiáng)轉(zhuǎn)的時(shí)候是需要進(jìn)行申請(qǐng)空間，并拷貝的。而Builder只是指針的轉(zhuǎn)換。

這里我們解析一下 *(*string)(unsafe.Pointer(b.buf)) 這個(gè)語(yǔ)句的意思。

先來(lái)了解下unsafe.Pointer 的用法。

也就是說(shuō)，unsafe.Pointer 可以轉(zhuǎn)換為任意類型，那么意味著，通過(guò)unsafe.Pointer媒介，程序繞過(guò)類型系統(tǒng)，進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換而不是拷貝。

即*A = Pointer = *B

就像上面例子一樣，將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)為unsafe.Pointer類型，再轉(zhuǎn)為string類型，s和b中內(nèi)容一樣，修改b,s也變了，說(shuō)明b和s是同一個(gè)地址。但是對(duì)s重新賦值后，意味著s的地址指向了“WORLD”,它們所使用的內(nèi)存空間不同了，所以s改變后，b并不會(huì)改變。

所以他們的區(qū)別就在于 bytes.Buffer 是重新申請(qǐng)了一塊空間，存放生成的string變量， 而strings.Builder直接將底層察游的[]byte轉(zhuǎn)換成了string類型返回了回來(lái)，去掉了申請(qǐng)空間的操作。

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