已知缓冲区大小下，iOS Swift中NSMutableString与[Character]哪个效率更高？

我正在进行文本处理工作，需要将大量Character转换为字符串。输入为一段长Character序列，输出是根据特定规则从该序列生成的若干字符串。示例输入：

let input = "The quick brown fox jumps over a lazy dog."

想对比以下两种实现的效率：

第一种实现 #

let buffer = NSMutableString(capacity: MAX_SIZE)
var result = [String]()
for c in input {
    buffer.append(String(c))
    if (isComplete(buffer)) {
        result.append(String(buffer))
        buffer.deleteCharacters(in: NSRange(location: 0, length: buffer.length))
    }
}

第二种实现 #

var buffer = [Character]()
var result = [String]()
for c in input {
    buffer.append(c)
    if (isComplete(buffer)) {
        result.append(String(buffer))
        buffer.removeAll()
    }
}

我原本担心第一种指定了capacity能减少内存重分配，但实际第二种的效率要高得多，原因如下：

• 第一种实现的核心性能损耗：

  • 每次循环都要把单个Character转成String，频繁创建临时小字符串，带来不必要的内存开销和对象销毁成本
  • NSMutableString是Foundation框架的类型，和Swift原生的Character/String之间存在桥接开销，每次append和后续转成Swift String都要经过桥接，进一步拖慢速度
  • 虽然预分配了capacity，但上述两个问题的性能损耗远大于内存预分配带来的收益

• 第二种实现的优势（可进一步优化）：

  • 直接操作Swift原生的[Character]数组，append字符时没有类型转换和桥接开销，操作更轻量
  • 如果你担心内存重分配问题，只需要初始化数组时指定capacity即可：var buffer = [Character](capacity: MAX_SIZE)，这样数组会一次性分配足够的内存，避免扩容时的内存拷贝
  • 转成String时，String(buffer)是Swift原生API，直接从字符数组构建字符串，效率远高于从NSMutableString桥接转换的方式

结论：第二种实现（初始化时指定capacity）的效率远高于第一种，完全不需要考虑第一种的内存预分配优势——它带来的收益根本抵消不了类型转换和桥接的开销。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Heuristic