Python: costruire stringhe, `+=` nel ciclo, `join()` e f-string a confronto

Le stringhe in Python sono immutabili: ogni concatenazione produce un oggetto nuovo. Per questo si ripete che += in un ciclo è lento. È vero solo in parte, vediamo i numeri.

Molti pezzi: += contro join()

parti = [str(i) for i in range(20_000)]

def plus():
    s = ""
    for p in parti:
        s += p + ","
    return s

def join():
    return ",".join(parti) + ","

Misure (Python 3.12.15, migliore di 5 serie, 20.000 pezzi):

• += nel ciclo: circa 2,1 ms
• ",".join(parti): circa 0,34 ms
• append su lista e poi "".join: circa 1,3 ms
• "".join con generatore di f-string: circa 1,9 ms

join() è circa 6 volte più veloce. Nota: CPython ottimizza s += x quando la stringa ha un solo riferimento, quindi la differenza non è quadratica come in teoria; ma l'ottimizzazione non è garantita in altre implementazioni (PyPy, ad esempio) e salta se la stringa è referenziata altrove. join() è sicuro ovunque.

Il generatore dentro join non è gratis: se hai già una lista di stringhe, passa quella; se devi trasformare ogni elemento, la differenza tra lista e generatore è piccola.

Pochi pezzi: f-string, format, %

Per comporre una stringa corta le differenze sono nell'ordine dei nanosecondi (500.000 ripetizioni, 3 valori):

• f"{a}-{b}-{c}": circa 468 ns
• "{}-{}-{}".format(...): circa 527 ns
• "%s-%s-%s" % (...): circa 409 ns
• a + "-" + str(b) + "-" + str(c): circa 468 ns

Sorpresa: % è la più veloce in questo test. Ma stiamo parlando di decimi di microsecondo: non è un motivo per scegliere. Usa le f-string per leggibilità; resta su % solo nel logging (logger.info("x=%s", x)), dove la formattazione viene rimandata se il livello è disattivato.

Regola pratica

• Costruisci un testo da molti pezzi (righe di un CSV, un report): raccogli in una lista e fai "".join(...).
• Componi una riga con pochi valori: f-string.
• Non ottimizzare le stringhe corte: misura prima.

Lo script di verifica è in verifica/stringhe_join.py. I tempi dipendono dalla macchina, conta il rapporto.