Golang string和[]byte的對比

為啥string和[]byte類型轉換需要一定的代價？

為啥内置函數copy會有一種特殊情況copy(dst []byte, src string) int?

string和[]byte，底層都是數組，但為什麼[]byte比string靈活，拼接性能也更高（動态字元串拼接性能對比）?

何為string？

什麼是字元串？标準庫builtin的解釋：

簡單的來說字元串是一系列8位位元組的集合，通常但不一定代表UTF-8編碼的文本。字元串可以為空，但不能為nil。而且字元串的值是不能改變的。

不同的語言字元串有不同的實作，在go的源碼中src/runtime/string.go，string的定義如下：

type stringStruct struct {     str unsafe.Pointer     len int     }      

可以看到str其實是個指針，指向某個數組的首位址，另一個字段是len長度。那到這個數組是什麼呢？ 在執行個體化這個stringStruct的時候：

func gostringnocopy(str *byte) string {        ss := stringStruct{str: unsafe.Pointer(str), len: findnull(str)}        s := *(*string)(unsafe.Pointer(&ss))        return s     }      

其實就是byte數組，而且要注意string其實就是個struct。

何為[]byte?

首先在go裡面，byte是uint8的别名。而slice結構在go的源碼中src/runtime/slice.go定義：

type slice struct {        array unsafe.Pointer        len int        cap int     }      

array是數組的指針，len表示長度，cap表示容量。除了cap，其他看起來和string的結構很像。

但其實他們差别真的很大。

差別

字元串的值是不能改變

在前面說到了字元串的值是不能改變的，這句話其實不完整，應該說字元串的值不能被更改，但可以被替換。 還是以string的結構體來解釋吧，所有的string在底層都是這樣的一個結構體stringStruct{str: str_point, len: str_len}，string結構體的str指針指向的是一個字元常量的位址， 這個位址裡面的内容是不可以被改變的，因為它是隻讀的，但是這個指針可以指向不同的位址，我們來對比一下string、[]byte類型重新指派的差別：

s := "A1" // 配置設定存儲"A1"的記憶體空間，s結構體裡的str指針指向這快記憶體     s = "A2" // 重新給"A2"的配置設定記憶體空間，s結構體裡的str指針指向這快記憶體      

其實[]byte和string的差别是更改變量的時候array的内容可以被更改。

s := []byte{1} // 配置設定存儲1數組的記憶體空間，s結構體的array指針指向這個數組。     s = []byte{2} // 将array的内容改為2      

因為string的指針指向的内容是不可以更改的，是以每更改一次字元串，就得重新配置設定一次記憶體，之前配置設定空間的還得由gc回收，這是導緻string操作低效的根本原因。

string和[]byte的互相轉換

将string轉為[]byte，文法[]byte(string)源碼如下：

func stringtoslicebyte(buf *tmpBuf, s string) []byte {         var b []byte         if buf != nil && len(s) <= len(buf) {             *buf = tmpBuf{}             b = buf[:len(s)]         } else {             b = rawbyteslice(len(s))         }         copy(b, s)         return b     }     func rawstring(size int) (s string, b []byte) {         p := mallocgc(uintptr(size), nil, false)         stringStructOf(&s).str = p         stringStructOf(&s).len = size         *(*slice)(unsafe.Pointer(&b)) = slice{p, size, size}         return     }      

可以看到b是新配置設定的，然後再将s複制給b，至于為啥copy函數可以直接把string複制給[]byte，那是因為go源碼單獨實作了一個slicestringcopy函數來實作，具體可以看src/runtime/slice.go。

将[]byte轉為string，文法string([]byte)源碼如下：

func slicebytetostring(buf *tmpBuf, b []byte) string {         l := len(b)         if l == 0 {             // Turns out to be a relatively common case.             // Consider that you want to parse out data between parens in "foo()bar",             // you find the indices and convert the subslice to string.             return ""         }         if raceenabled && l > 0 {             racereadrangepc(unsafe.Pointer(&b[0]),                 uintptr(l),                 getcallerpc(unsafe.Pointer(&buf)),                 funcPC(slicebytetostring))         }         if msanenabled && l > 0 {             msanread(unsafe.Pointer(&b[0]), uintptr(l))         }         s, c := rawstringtmp(buf, l)         copy(c, b)         return s     }     func rawstringtmp(buf *tmpBuf, l int) (s string, b []byte) {         if buf != nil && l <= len(buf) {             b = buf[:l]             s = slicebytetostringtmp(b)         } else {             s, b = rawstring(l)         }         return     }      

依然可以看到s是新配置設定的，然後再将b複制給s。

正因為string和[]byte互相轉換都會有新的記憶體配置設定，才導緻其代價不小，但讀者千萬不要誤會，對于現在的機器來說這些代價其實不值一提。 但如果想要頻繁string和[]byte互相轉換（僅假設），又不會有新的記憶體配置設定，能有辦法嗎？答案是有的。

package string_slicebyte_test     import (         "log"         "reflect"         "testing"         "unsafe"     )     func stringtoslicebyte(s string) []byte {         sh := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&s))         bh := reflect.SliceHeader{             Data: sh.Data,             Len:  sh.Len,             Cap:  sh.Len,         }         return *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&bh))     }     func slicebytetostring(b []byte) string {         bh := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&b))         sh := reflect.StringHeader{             Data: bh.Data,             Len:  bh.Len,         }         return *(*string)(unsafe.Pointer(&sh))     }     func TestStringSliceByte(t *testing.T) {         s1 := "abc"         b1 := []byte("def")         copy(b1, s1)         log.Println(s1, b1)         s := "hello"         b2 := stringtoslicebyte(s)         log.Println(b2)         // b2[0] = byte(99) unexpected fault address         b3 := []byte("test")         s3 := slicebytetostring(b3)         log.Println(s3)     }      

答案雖然有，但強烈推薦不要使用這種方法來轉換類型，因為如果通過stringtoslicebyte将string轉為[]byte的時候，共用的時同一塊記憶體，原先的string記憶體區域是隻讀的，一但更改将會導緻整個程序down掉，而且這個錯誤是runtime沒法恢複的。

如何取舍？

既然string就是一系列位元組，而[]byte也可以表達一系列位元組，那麼實際運用中應當如何取舍？

string可以直接比較，而[]byte不可以，是以[]byte不可以當map的key值。

因為無法修改string中的某個字元，需要粒度小到操作一個字元時，用[]byte。

string值不可為nil，是以如果你想要通過傳回nil表達額外的含義，就用[]byte。

[]byte切片這麼靈活，想要用切片的特性就用[]byte。

需要大量字元串處理的時候用[]byte，性能好很多。

最後脫離場景談性能都是耍流氓，需要根據實際場景來抉擇。

摘自：https://www.cnblogs.com/zhangboyu/p/7623712.html