在Swift中追加字符以形成字符串的最快、最精简的方法

Question

我正在将一些C#代码移植到Swift，它从位数组([Bool])中读取字符长度小于8位的子八位组索引（这是一种非常注重空间的文件格式）。

我的C#代码做了这样的事情：

 StringBuilder sb = new StringBuilder( expectedCharacterCount );
 int idxInBits = 0;
 Boolean[] bits = ...;
 for(int i = 0; i < someLength; i++) {
     Char c = ReadNextCharacter( ref idxInBits, 6 ); // each character is 6 bits in this example
     sb.Append( c );
 }

在Swift中，我假设nsmutableString是.NET的StringBuilder的等价物，并且我发现了关于附加单个字符的问题（如何在Swift中将字符附加到string中？）所以在Swift中我有以下内容：

var buffer: NSMutableString
for i in 0..<charCount {
    let charValue: Character = readNextCharacter( ... )
    buffer.AppendWithFormat("%c", charValue)
}
return String(buffer)

但我不知道为什么它首先要通过一个格式字符串，这看起来效率很低（每次迭代都要重新解析格式字符串），而且由于我的代码是在iOS设备上运行的，所以我希望对程序的CPU和内存使用非常保守。

在我写这篇文章的时候，我了解到我的代码实际上应该使用unicodescalar而不是character。问题是nsmutablestring不允许您追加unicodescalar值，您必须使用Swift自己的可变string类型，所以现在我的代码看起来如下：

var buffer: String
for i in 0..<charCount {
    let x: UnicodeScalar = readNextCharacter( ... )
    buffer.append(x)
}
return buffer

我认为string是不可变的，但我注意到它的append方法返回void。

我这样做仍然感到不舒服，因为我不知道Swift的String类型是如何在内部实现的，也不知道如何预分配一个大的缓冲区来避免重新分配（假设Swift的String使用增长算法）。

Answer 1

（此答案是基于Swift 2和3有效的文档和源代码编写的：一旦Swift 4到达，可能需要更新和修改）

由于Swift现在是开源的，我们实际上可以查看Swift的源代码：s本机string

• swift/stdlib/public/core/string.swift

/// Growth and Capacity
/// ===================
///
/// When a string's contiguous storage fills up, new storage must be
/// allocated and characters must be moved to the new storage.
/// `String` uses an exponential growth strategy that makes `append` a
/// constant time operation *when amortized over many invocations*.

鉴于上述情况，您不需要担心在Swift中追加字符的性能（无论是通过append(_:Character)、append(_:UniodeScalar)或appendContentsof(_:String))，因为为某个String实例重新分配连续存储不应该非常频繁。要进行此重新分配，需要追加的单个字符数。

还要注意，NSMUtableString不是“纯粹本机的”Swift，而是属于桥接的Obj-C类家族（通过Foundation)。

对您的评论的注释

“我以为string是不可变的，但我注意到它的append方法返回void。”

string只是一个（value）类型，可由可变属性和不可变属性使用

var foo = "foo" // mutable 
let bar = "bar" // immutable
    /* (both the above inferred to be of type 'String') */

let chars : [Character]  = ["b","a","r"]
foo.append(chars[0]) // "foob"
bar.append(chars[0]) // error: cannot use mutating member on immutable value ...