C#中添加字符串，编译器是如何做到的？

Question

A = string.Concat("abc","def") 

B = "abc" + "def"

A vs. B

最近我很困惑为什么很多人会说 A 的处理速度肯定比 B 快得多。但是，问题是他们只是说因为有人这么说或者因为事情就是这样。我想我可以从这里听到更好的解释。

编译器如何处理这些字符串？

谢谢你！

Answer 1

当我加入 C# 编译器团队时，我做的第一件事就是重写了字符串连接的优化器。美好时光。

如前所述，常量字符串的字符串连接是在编译时完成的。非常量字符串做了一些奇特的事情：

a + b --> String.Concat(a, b)
a + b + c --> String.Concat(a, b, c)
a + b + c + d --> String.Concat(a, b, c, d)
a + b + c + d + e --> String.Concat(new String[] { a, b, c, d, e })

这些优化的好处是 String.Concat 方法可以查看所有参数，确定它们的长度总和，然后生成一个可以容纳所有结果的大字符串。

这是一个有趣的。假设您有一个返回字符串的方法 M：

s = M() + "";

如果 M() 返回 null，则结果是空字符串。 （null +empty 为空。）如果 M 不返回 null，则空字符串的串联不会改变结果。因此，这实际上是经过优化的，根本不是对 String.Concat 的调用！它变得

s = M() ?? ""

整洁，是吗？

Answer 2

阅读此内容：悲伤的悲剧微观优化剧场（编码恐怖）

Answer 3

在 C# 中，字符串的加法运算符只是 String.Concat 的语法糖。您可以通过打开反射器中的输出组件来验证这一点。

另一件需要注意的事情是，如果代码中有字符串文字（或常量）（例如示例中所示），编译器甚至会将其更改为 B = "abcdef"。

但是，如果您将 String.Concat 与两个字符串文字或常量一起使用，则仍会调用 String.Concat，跳过优化，因此 + 操作实际上会更快。

因此，总结一下：

stringA + stringB 变为 String.Concat(stringA, stringB)。
“abc”+“def” 变为 “abcdef”
def") 保持

不变

String.Concat("abc", " code>" 实际上被翻译为 String.Concat(String.Concat("abc", "def"), "ghi")

Answer 4

实际上，B是在编译时解析的。您最终会得到 B = "abcdef" 而对于 A，串联会推迟到执行时。

Answer 5

在这种特殊情况下，两者实际上是相同的。编译器会将第二个变体（使用 + 运算符的变体）转换为对 Concat（第一个变体）的调用。

好吧，也就是说，如果两者实际上包含连接的字符串变量。

这段代码：

B = "abc" + "def";

实际上转换成这样，根本不需要连接：

B = "abcdef";

这是可以做到的，因为加法的结果可以在编译时计算出来，所以编译器会这样做。

但是，如果您要使用这样的东西：

A = String.Concat(stringVariable1, stringVariable2);
B = stringVariable1 + stringVariable2;

那么这两个将生成相同的代码。

然而，我想确切地知道那些“许多”所说的，因为我认为这是不同的。

我认为他们说的是字符串连接不好，你应该使用 StringBuilder 或类似的。

例如，如果您这样做：

String s = "test";
for (int index = 1; index <= 10000; index++)
    s = s + "test";

那么会发生的情况是，对于循环中的每次迭代，您将构建一个新字符串，并让旧字符串有资格进行垃圾回收。

此外，每个这样的新字符串都会将旧字符串的所有内容复制到其中，这意味着您将移动大量内存。

而以下代码：

StringBuilder sb = new StringBuilder("test");
for (int index = 1; index <= 10000; index++)
    sb.Append("test");

将使用内部缓冲区，该缓冲区大于所需的大小，以防万一您需要向其中附加更多文本。当该缓冲区已满时，将分配一个更大的新缓冲区，并将旧缓冲区留给垃圾回收。

所以在内存使用和CPU使用方面，后面的版本要好得多。

除此之外，我会尽量避免过多关注“代码变体 X 是否比 Y 更好”，超出您已有的经验。例如，我现在使用 StringBuilder 只是因为我知道这种情况，但这并不是说我编写的所有使用它的代码实际上都需要它。

尽量避免花时间对代码进行微优化，直到您知道存在瓶颈。那时，通常的先测量、后切割的提示仍然有效。

Answer 6

如果字符串是文字，就像您的问题一样，那么分配给 B 的字符串的串联将在编译时完成。您的示例转换为：

string a = string.Concat("abc", "def");
string b = "abcdef";

如果字符串不是文字，则编译器会将 + 运算符转换为 Concat 调用。

所以这......

string x = GetStringFromSomewhere();
string y = GetAnotherString();

string a = string.Concat(x, y);
string b = x + y;

在编译时被翻译成这样：

string x = GetStringFromSomewhere();
string y = GetAnotherString();

string a = string.Concat(x, y);
string b = string.Concat(x, y);