strings.Builder 转换字符串的时候为什么比 bytes.Buffer 要快

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strings.Builder和bytes.Buffer底层都是[]byte， 为什么strings.Builder的String()方法比bytes.Buffer的要快？

unsafe.Pointer 的用法

Pointer类型代表了任意一种类型的指针，类型Pointer有四种专属的操作：

  • 任意类型的指针能够被转换成Pointer值
  • 一个Pointer值能够被转换成任意类型的指针值
  • 一个uintptr值能够被转换从Pointer值
  • 一个Pointer值能够被转换成uintptr值

因此Pointer类型允许一个程序绕过类型系统，读，写任意内存。它应该被非常谨慎地使用

Pointer通过特定的模式来使用。如果某些代码不以 Go 文档中指定的模式来使用，Go 将无法保证它在现在或者未来是有效的 下面的每个模式都有非常重要的注意事项。

运行go vet命令可以检测Pointer的用法是否超出 Go 文档中指定的模式， 但是go vet没有检测到异常并不代表所检测的代码一定是有效的。

下面我们将简单介绍类型转换模式，更多的模式请参考 Go Pointer 文档

类型转换模式

可以通过*T1 => Pointer => *T2的方式来完成类型转换。

需要保证T2的内存 <= T1的内存，而且转换以后它们使用的是同一片内存数据。 这个转换允许将一片内存区中的数据从一种类型变成另外一种类型。 使用这个转换的一个例子是math.Float64bits

func Float64bits(f float64) uint64 {
  return *(*uint64)(unsafe.Pointer(&f))
}

针对 []byte 和 string 执行类型转换

了解了类型转换模式后，我们来看一段 []byte 转换成 string 的代码:

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

func main() {
	var b = []byte{'H', 'E', 'L', 'L', 'O'}

	s := *(*string)(unsafe.Pointer(&b))

	fmt.Println("b =", b)
	fmt.Println("s =", s)

	b[1] = 'B'
	fmt.Println("s =", s)

	s = "WORLD"
	fmt.Println("b =", b)
	fmt.Println("s =", s)

	//b = [72 69 76 76 79]
	//s = HELLO
	//s = HBLLO
	//b = [72 66 76 76 79]
	//s = WORLD
}

可以看到，将b []byte转换成s string后，他们还是用同一片内存空间， 所以针对b的改变也会影响到s。 但是对s重新赋值后，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。

比较 strings.Builder 和 bytes.Buffer

strings.Builder和bytes.Buffer底层都是使用[]byte实现的， 但是性能测试的结果显示， 执行String()函数的时候，strings.Builder却比bytes.Buffer快很多。

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。

在bytes.Buffer中也说明了，如果想更有效率地(efficiently)构建字符串，请使用strings.Builder类型

  • bytes.Buffer
// String returns the contents of the unread portion of the buffer
// as a string. If the Buffer is a nil pointer, it returns "<nil>".
//
// To build strings more efficiently, see the strings.Builder type.
func (b *Buffer) String() string {
	if b == nil {
		// Special case, useful in debugging.
		return "<nil>"
	}
	return string(b.buf[b.off:])
}
  • strings.Builder
// String returns the accumulated string.
func (b *Builder) String() string {
	return *(*string)(unsafe.Pointer(&b.buf))
}
2019年04月28日 / 23:48