C# 字符串拼接的 7 种方式及性能对比

简介

C# 提供多种字符串拼接方式，每种方式在性能和可读性上都有其特点。

方法

使用 + 号直接拼接

最简单直观的方式，用于拼接少量字符。

string str1 = "Hello";
string str2 = "World";
string result = str1 + " " + str2;

• 优点：代码简单直观
• 缺点：拼接大量字符串时效率较低，生成大量临时对象。

使用 + 号拼接字符串会生成大量临时对象的原因在于字符串在 .NET 中是 不可变的。每次进行字符串拼接时，都会创建一个新的字符串对象，而不是对原字符串进行修改。对于较少次数的拼接，这种性能影响较小；但如果拼接操作多次循环执行，内存分配和垃圾回收的开销会显著增加。

使用 .NET Profiler 工具如 dotMemory 或 [Visual Studio Diagnostic Tools] 可以直观地观测到内存分配的情况

使用 string.Concat 方法

专门用于字符串拼接。

string result = string.Concat("Hello", " ", "World");

• 优点：适合多个字符串的直接拼接。
• 缺点：无格式化功能。

使用 string.Format 方法

支持格式化的拼接方式。

string name = "John";
string result = string.Format("Hello, {0}!", name);

• 优点：可以灵活地插入变量，适合格式化字符串。
• 缺点：相较于 $ 字符串插值略显冗长。

使用 $ 字符串插值法

从 C# 6.0 开始支持，是一种更加现代的格式化拼接方式。

string name = "John";
string result = $"Hello, {name}!";

• 优点：简洁直观，可读性强。
• 缺点：内部与 string.Format 类似，性能差异不大。

使用 StringBuilder

适合大量字符串的动态拼接。

var builder = new StringBuilder();
builder.Append("Hello");
builder.Append(" ");
builder.Append("World");
string result = builder.ToString();

• 优点：性能优越，特别是在循环中拼接大量字符串时。
• 缺点：需要更多代码，略微增加复杂性。

StringBuilder 的底层实现：

• 内部使用一个动态扩展的字符数组来存储数据。
• 默认初始容量为 16 个字符（可以通过构造函数自定义）。
• 当字符数组容量不足时，会按一定比例自动扩展（通常是原容量的 2 倍）。

这种机制避免了频繁分配内存的开销：拼接小量数据时，内存使用非常高效;即使需要扩展缓冲区，扩展次数也远少于每次创建新字符串的情况。

使用 string.Join

用于连接数组或集合中的字符串。

string[] words = { "Hello", "World" };
string result = string.Join(" ", words);

• 优点：简洁方便，适合处理数组或集合。
• 缺点：需要传入分隔符，不适合普通字符串拼接。

使用 string interpolation

适用于多行或复杂格式的字符串拼接。

string name = "John";
string result = $"""
Hello,
{name}!
Welcome to C# 10.0
""";

• 优点：支持多行字符串拼接和插值，代码更简洁。
• 缺点：需要使用 C# 10.0 或更高版本。

性能对比

1. 对于少量字符串拼接，+ 和 $（字符串插值）是最简单的选择。
2. 对于大量字符串拼接，StringBuilder 更加高效。
3. 对于集合或数组拼接，string.Join 是最佳选择。

推荐使用

• 小规模拼接：+ 或 `$ 字符串插值。
• 大规模拼接：StringBuilder。
• 集合拼接：string.Join。