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。
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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:
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。
Go语言中用下标访问string类型,输出的是什么编码
package main
import "fmt"
var arr [2]int //申明一个数组
func main() {
arr[0] = 1 //数组赋值
fmt.Println(arr)
arrtest := [3]int{1, 2, 3} //数组的另一种申明方式
fmt.Println(arrtest)
a := [...]int{1, 2} //[...]自动识别数组的长度
fmt.Println(a)
fmt.Println(len(a))//输出数组的长度
}
下边是slice的申明和使用其实这就是一种动态的数组
复制代码 代码如下:
package main
import "fmt"
func main() {
d := []int{1, 2, 3} //申明一个slice这个是动态的数组,没有长度
fmt.Println(d)
var q, w []int
q = d[0:1] //可以定取得上边的长度
w = d[1:3]
d = append(d, 2) //向其中添加元素
fmt.Println(d)
fmt.Println(q, w)
}
golang获取到string和直接赋值strimg不一样
1、 string的定义
Golang中的string的定义在reflect包下的value.go中,定义如下:
StringHeader 是字符串的运行时表示,其中包含了两个字段,分别是指向数据数组的指针和数组的长度。
// StringHeader is the runtime representation of a string.
// It cannot be used safely or portably and its representation may
// change in a later release.
// Moreover, the Data field is not sufficient to guarantee the data
// it references will not be garbage collected, so programs must keep
// a separate, correctly typed pointer to the underlying data.
type StringHeader struct {
Data uintptr
Len int
}
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2、string不可变
Golang中的字符串是不可变的,不能通过索引下标的方式修改字符串中的数据:
在这里插入图片描述
运行代码,可以看到编译器报错,string是不可变的
在这里插入图片描述
但是能不能进行一些骚操作来改变元素的值呢?
package main
import (
"fmt"
"reflect"
"unsafe"
)
func main() {
a := "hello,world"
b := a[6:]
bptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(b))
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
*(*byte)(unsafe.Pointer(bptr.Data)) = '.'
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
}
// 运行结果
hello,world
world
unexpected fault address 0x49d7e3
fatal error: fault
[signal 0xc0000005 code=0x1 addr=0x49d7e3 pc=0x4779fa]
goroutine 1 [running]:
runtime.throw(0x49c948, 0x5)
C:/Program Files/Go/src/runtime/panic.go:1117 +0x79 fp=0xc0000dbe90 sp=0xc0000dbe60 pc=0x405fd9
runtime.sigpanic()
C:/Program Files/Go/src/runtime/signal_windows.go:245 +0x2d6 fp=0xc0000dbee8 sp=0xc0000dbe90 pc=0x4189f6
main.main()
F:/go_workspace/src/code/string_test/main.go:20 +0x13a fp=0xc0000dbf88 sp=0xc0000dbee8 pc=0x4779fa
runtime.main()
C:/Program Files/Go/src/runtime/proc.go:225 +0x256 fp=0xc0000dbfe0 sp=0xc0000dbf88 pc=0x4087f6
runtime.goexit()
C:/Program Files/Go/src/runtime/asm_amd64.s:1371 +0x1 fp=0xc0000dbfe8 sp=0xc0000dbfe0 pc=0x435da1
Process finished with the exit code 2
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在上面的代码中,因为在go语言中不能进行指针的加减运算,因此取切片,让b的Data指针指向’,'所在的位置。然后把"hello,world"中的逗号改为点,但是发现还是不行,程序直接崩溃了。看来go语言中的指针得到了大大的限制,设计者并不想让程序员过度使用指针来写出一些不安全的代码。
3、使用string给另一个string赋值
Golang中的字符串的赋值并不是拷贝底层的字符串数组,而是数组指针和长度字段的拷贝。例如:当我们定义了一个字符串 a := “hello,world” 然后定义了 b := a 底层所做的操作只是创建了两个StringHeader的结构体,它们的Data字段都指向同一段数据,如下图:
在这里插入图片描述
我们可以利用代码来证实这一点:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
"unsafe"
)
func main() {
a := "hello,world"
b := a
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
aptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(a))
bptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(b))
fmt.Println("a ptr:", unsafe.Pointer(aptr.Data))
fmt.Println("b ptr:", unsafe.Pointer(bptr.Data))
}
// 运行结果
hello, world
hello, world
a ptr: 0x6bdb76
b ptr: 0x6bdb76
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在上面的代码中,将a和b转换为StringHeader类型的指针,然后分别打印出,a和b的Data指针的值,发现是相同的
那么如果对a做切片赋值给b呢?
func main() {
a := "hello,world"
b := a[6:]
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
aptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(a))
bptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(b))
fmt.Println("a ptr:", unsafe.Pointer(aptr.Data))
fmt.Println("b ptr:", unsafe.Pointer(bptr.Data))
}
// 运行结果
hello,world
world
a ptr: 0xd4d849
b ptr: 0xd4d84f
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0xd4d849 - 0xd4d84f = 0x000006
显然,也没有分配新的数组并拷贝数据,而是将原字符数组的指针的偏移赋给了b的StringHeader的Data
4、string重新赋值
如果对一个已经赋值的字符串重新赋值,也不会修改原内存空间,而是申请了新的内存空间,对其赋值,并指向新的内存空间。如下图:
在这里插入图片描述
也可以使用代码来证实一下:
package main
import (
"fmt"
"reflect"
"unsafe"
)
func main() {
a := "hello,world"
aptr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(a))
fmt.Println("a ptr:", unsafe.Pointer(aptr.Data))
fmt.Println("a len", aptr.Len)
a = "hello,golang"
newAPtr := (*reflect.StringHeader) (unsafe.Pointer(a))
fmt.Println("b ptr:", unsafe.Pointer(newAPtr.Data))
fmt.Println("b len:", newAPtr.Len)
}
// 运行结果
a ptr: 0x3ed7f4
a len 11
b ptr: 0x3edb2c
b len: 12
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网站名称:go语言访问string go语言访问mysql
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