Принцип работы и устройство `strings.Builder` в Go

Ответ

Тип strings.Builder в Go предназначен для эффективного построения (конкатенации) строк путем минимизации количества аллокаций памяти.

Основной принцип

В отличие от операции сложения строк (+), которая на каждой итерации создает новый объект строки в памяти, strings.Builder использует внутренний изменяемый буфер среза байт ([]byte). Новые данные дописываются в этот буфер, и только когда он полностью заполняется, происходит одна большая аллокация для его расширения. Это делает strings.Builder значительно производительнее при сборке строк в циклах или из множества частей.

Ключевые характеристики

Внутренний буфер: Использует []byte для хранения данных, что позволяет избежать создания промежуточных строк.
Эффективность: Амортизированная сложность конкатенации — O(n), в то время как у + в цикле — O(n²), где n — количество частей строки.
Безопасность: Структура strings.Builder содержит защиту от копирования после первого использования (no-copy). Попытка изменить копию вызовет panic. Это предотвращает непреднамеренные ошибки.
Метод String(): Возвращает итоговую строку без дополнительной аллокации памяти, так как он напрямую использует данные из внутреннего буфера.

Пример использования

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

func main() {
    var builder strings.Builder

    // Можно заранее выделить память, если известен примерный размер
    // builder.Grow(100)

    builder.WriteString("Hello")
    builder.WriteByte(' ')
    builder.WriteString("World!")

    result := builder.String()
    fmt.Println(result) // "Hello World!"

    // После вызова String() билдер можно сбросить и использовать заново
    builder.Reset()
}

Когда использовать?

Обязательно: При сборке строки в цикле или из большого количества фрагментов.
Не обязательно: Для простой конкатенации 2-3 строк. Компилятор Go хорошо оптимизирует простые сложения (s := "a" + "b"), и использование strings.Builder может сделать код менее читаемым без выигрыша в производительности.