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C#中如何正確的使用字符串String

 更新時間：2018年12月05日 11:03:52   作者：Fode  
這篇文章主要給大家介紹了關于在C#中如何正確的使用字符串String的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

前言

C#中提供了比較全面的字符串處理方法，很多函數(shù)都進行了封裝為我們的編程工作提供了很大的便利。System.String是最常用的字符串操作類，可以幫助開發(fā)者完成絕大部分的字符串操作功能，使用方便。

字符串作為所有編程語言中使用最頻繁的一種基礎數(shù)據(jù)類型。如果使用不慎，將會造成不必要的內存開銷，為此而付出代價。

而要優(yōu)化此類型，從以下兩點入手：

1、盡量少的裝箱

2、避免分配額外的內存空間

先從第一點裝箱的操作說起,查看如下代碼:

 //發(fā)生裝箱的代碼
 String boxOperate = "test" + 4.5f;

其中間語言IL代碼為如下：

 IL_0000: nop
 IL_0001: ldstr "test"
 IL_0006: ldc.r4 4.5
 IL_000b: box [mscorlib]System.Single
 IL_0010: call string [mscorlib]System.String::Concat(object, object)
 IL_0015: stloc.0
 IL_0016: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
 IL_001b: pop
 IL_001c: ret

不難看出，上述代碼發(fā)生了裝箱的操作(IL代碼中的box).裝箱之所以會發(fā)生性能損耗，因為它要完成如下三個步驟：

1、首先，會為值類型在托管堆中分配內存。除了值類型本身所分配的內存外，內存總量還要加上類型對象指針和同步塊索引所占用的內存，

2、將值類型的值復制到新分配的堆內存中。

3、返回已經成為引用類型的對象的地址。

在來看以下代碼：

//沒有發(fā)生裝箱的代碼
 String boxOperate = "test" + 4.ToString();

其中間IL代碼如下:

 IL_0000: nop
 IL_0001: ldstr "test"
 IL_0006: ldc.r4 4
 IL_000b: stloc.1
 IL_000c: ldloca.s 1
 IL_000e: call instance string [mscorlib]System.Single::ToString()
 IL_0013: call string [mscorlib]System.String::Concat(string, string)
 IL_0018: stloc.0
 IL_0019: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
 IL_001e: pop
 IL_001f: ret

如上，并沒有發(fā)生任何裝箱操作，但是達到的結果卻是我們想要的。原因是 4.ToString() 這行代碼并沒有發(fā)生裝箱行為，是實際調用的是整數(shù)型的ToString()方法，其原型如下:

　public override string ToString(){
  return Number.FormatInt32(m_value, null, NumberFormat.CurrentInfo);
 }

可能有人會問，是不是原型中的 Number.Format_XXX方法會發(fā)生裝箱行為呢？實際上，Number.Format_XXX方法是一個非托管的方法，其原型如下：

[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall), SecurityCritical]
public statuc extern string FormatInt32(int value, string format,NumberFormatInfo info);

它是通過直接操作內存來完成 Int32 到 String 的轉換，效率要比裝箱高得多。所以，在使用其他值引用類型到字符串得轉換比完成拼接時，應當避免使用操作符 “+” 來我完成，而應該使用值引用類型提供得ToString方法。

也許有人會問：即使FCL提供得方法沒有發(fā)生裝箱行為，但在其他情況下，F(xiàn)CL方法內部會不會含有裝箱的行為？也許會存在，所以，本人推薦：編寫代碼中，應當盡量避免發(fā)生不必要的裝箱代碼。

 

第二個方面：避免分配額外的空間。對于CLR來說，String對象(字符串對象)是個很特殊的對象，它一旦被賦值就不可改變（在內存中）。在運行時調用System.String類中的任何方法或進行任何運算('=‘賦值，'+‘拼接等)，都會在內存中創(chuàng)建一個新的字符串對象，這也意味著要為該新對象分配新的內存空間。如以下代碼會帶來額外開銷。

private static void Test(){
 　　String str1 = "aa";
  str1 = str1 + "123" + "345";
   //以上代碼創(chuàng)建了3個String對象，并執(zhí)行了一次String.Contact方法。
}

而在以下代碼中，字符串不會在運行時拼接字符串，而是會在編譯時直接生成一個字符串。

private static void Test()
{
String str= "aa" + "123" + "345";//等效 String str= "aa123345"；
}

private static void Test2()
{
const String str = "aa";
String newStr = "123" + str;
//因為str是一個常量，所以該代碼等效于 String newStr = "123" + “aa”;
//最終等效于 String newStr = "123aa”;
}

由于使用System.String類會在某些場合帶來明顯的性能損耗，所以微軟另外提供了一個類型StringBuilder來彌補String的不足。

StringBuilder并不會重新創(chuàng)建一個String對象，它的效率源于預先以非托管的方式分配內存。如果StringBuilder沒有先定義長度，則默認分配的長度為16。當StringBuilder的長度大于16小于32時，StringBuild又會重新分配內存，使之成為16的倍數(shù)。StringBuilder重新分配內存時按照上次的容量加倍進行分配的。注意：StringBuilder指定的長度要合適，太小了，需要頻繁分配內存；太大了，浪費內存空間。

以下是例子舉例：

private static String Test3()
  {
   String a = "t";
   a += "e";
   a += "s";
   a += "t";
   return a;
  }
  private static String Test4()
  {
   String a = "t";
   String b = "e";
   String c = "s";
   String d = "t";
   return a + b + c + d;
  }
  //以上兩種效率都不高效。不要以為前者比后者創(chuàng)建的字符串對象更少，事實上，兩者創(chuàng)建的字符串對象相等
  //且前者進行了3次的String.Contact方法調用，比后者還多了兩次。

要完成上圖的運行時的字符串拼接(注意：是運行時)，更佳的做法是使用StringBuilder類型，代碼如下：

private static String Test5()
  {
   String a = "t";
   String b = "e";
   String c = "s";
   String d = "t";
   StringBuilder sb = new StringBuilder(a);
   sb.Append(b);
   sb.Append(c);
   sb.Append(d);
   return sb.ToString();
   //因為說的是運行時，所以沒必要使用以下代碼
   //StringBuilder sb = new StringBuilder("t");
   //sb.Append("e");
   //sb.Append("s");
   //sb.Append("t");
   //return sb.ToString();
  }

微軟還提供了另外一個來簡化這種操作，即使用String.Format 方法。String.Format方法在內部使用StringBuilder 進行字符串格式化，如下圖代碼：

private static String Test6()
{
  //為演示，定義4個變量
  String a = "t";
  String b = "e";
  String c = "s";
  String d = "t";
  return String.Format("{0}{1}{2}{3}", a, b, c, d);
}

總結：

在使用String字符串時，應該盡量避免裝箱操作和“+”連接操作。

好了，以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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