优化消息预览字符串性能：移除换行与连续空白

我开发了一个展示用户消息预览的界面，要求预览内容不能包含换行符和连续空白，效果和WhatsApp的消息预览一致。目前的String扩展实现如下：

// String extension
public func prepareForInOverviewOrPushNotification() -> String {
    replacingOccurrences(of: "\n", with: " ")
            .replacingOccurrences(of: " {2,}", with: " ", options: .regularExpression)
}

这段代码功能正常，但因为在热循环中频繁调用，性能表现不佳。当前实现存在两个问题：没有缓存正则表达式，且执行了两次替换操作。我尝试过使用Regex和NSRegularExpression优化，但Regex没有替换选项，NSRegularExpression需要转换为NSString，都没能提升性能。

以下测试用例必须保持通过：

import MyProject
import XCTest

class StringOverviewTest: XCTestCase {
    func test() {
        check(input: "hi", expected: "hi")
        // Double whitespace
        check(input: "hi  X", expected: "hi X")
        check(input: """ 
                     hi 


                     weird long text

                     1
                     """, expected: "hi weird long text 1")
    }

    func check(
        input: String,
        expected: String
    ) {
        XCTAssertEqual(input.prepareForInOverviewOrPushNotification(), expected)
    }
}

优化方案 #

方案1：合并正则并缓存实例 #

将换行符和连续空格的匹配逻辑合并为一个正则表达式，同时缓存正则对象避免重复编译，只执行一次替换操作：

extension String {
    private static let previewCleanupRegex = try! NSRegularExpression(pattern: "\\n| {2,}", options: [])
    
    public func prepareForInOverviewOrPushNotification() -> String {
        let range = NSRange(startIndex..., in: self)
        return String(previewCleanupRegex.stringByReplacingMatches(in: self, range: range, withTemplate: " "))
    }
}

这个方案通过减少替换次数和缓存正则实例，能显著提升热循环中的执行效率，同时完全兼容现有测试用例。

方案2：手动遍历字符（性能最优） #

避开正则表达式的开销，手动遍历字符串中的每个字符，直接构建处理后的结果，同时预分配内存减少扩容开销：

extension String {
    public func prepareForInOverviewOrPushNotification() -> String {
        var result = ""
        result.reserveCapacity(count) // 预分配内存，避免频繁扩容
        var lastWasSpace = false
        
        for char in self {
            switch char {
            case "\n":
                if !lastWasSpace {
                    result.append(" ")
                    lastWasSpace = true
                }
            case " ":
                if !lastWasSpace {
                    result.append(char)
                    lastWasSpace = true
                }
            default:
                result.append(char)
                lastWasSpace = false
            }
        }
        
        return result
    }
}

手动遍历的方式完全消除了正则表达式的编译和匹配开销，在热循环场景下性能表现最佳，且同样能通过所有测试用例。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者J. Doe