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关于c#:C面向对象string还是StringBuilder

jiezi

咱们之前成心对 string 一带而过，是因为它十分特地。首先，它是

imutable（不可变的）

即一个 string 定义的字符串，一旦设定，就不能扭转。

在 string 上间接 F12 转到定义，就能够看到 String 类的成员。其中，只有一个只读的动态成员 Empty（倡议应用，以代替 null 和空字符串 ””）：

public static readonly String Empty;

一个只读的索引器，能够获取字符串中某个下标的字符：

public char this[int index] {get;}

一个只读的属性 Length，能够获取字符串长度：

public int Length {get;}

全部都是只读的，没有任何一个可写的类成员。再看看它的办法，有几个和“批改”相干的：

string slagon = “@大神小班，拎包入住 @”; // 删除 Console.WriteLine(slagon.Remove(1)); // 后果：@ Console.WriteLine(slagon.Remove(1, 1)); // 后果：@神小班，拎包入住 @ // 插入 Console.WriteLine(slagon.Insert(2, “@”)); // 后果：@大 @神小班，拎包入住 @ // 替换 Console.WriteLine(slagon.Replace(‘ 大 ’, ‘ 小 ’)); // 后果：@小神小班，拎包入住 @ // 截取 Console.WriteLine(slagon.Substring(1, 3)); // 后果：大神小 // 留神：slagon 还是没有变 Console.WriteLine(slagon); // 后果：@大神小班，拎包入住 @

以及修剪掉字符串前后空白字符的 Trim() 办法：

string fg = ” 大 飞 哥 “; // 应用一个 @后缀显示成果 Console.WriteLine(fg.Trim() + “@”); // 删除前后空白：大 飞 哥 @ Console.WriteLine(fg.TrimStart() + “@”); // 删除后面的空白：大 飞 哥 @ Console.WriteLine(fg.TrimEnd() + “@”); // 删除前面的空白：大 飞 哥 @ //fg 自身不会扭转 Console.WriteLine(fg + “@”); // 大 飞 哥 @

还有英语字母大小写转换的办法：

string sql = “SQL”; Console.WriteLine(sql.ToLower()); // 变成小写：sql Console.WriteLine(sql); // 不变：SQL string csharp = “CSharp”; Console.WriteLine(csharp.ToUpper()); // 变成大学：CSHARP Console.WriteLine(csharp); // 不变：CSharp

然而，所有的办法都不会扭转作为参数传入的字符串 slagan 的值，因为字符串是 immutable（不可变）的。同样，咱们本人写一个办法：

static void say(string words) {words += “oh，yeah！”;}

而后进行调用：

say(slagon); Console.WriteLine(slagon); //slagon 没有发生变化

运行的后果，slagon 没变，“感觉”就像是传递了一个 slagon 的正本给办法 say() 一样——当然其实并不一样。

演示：传入 say() 办法的是一个堆地址

咱们能够这样记忆：

  • string 是援用类型
  • 但它是一个十分非凡的援用类型
  • 因为它在太多方面体现得和值类型一样（本质起因是 imutable）

另一个更间接的证据：在 string 上间接 F12 转到定义，你就会发现：

public sealed class String

这阐明 string 是一个类，类就是援用类型啊。留神它是 sealed 的，因为.NET 不心愿 string 被继承，免得毁坏它的 immutable 特色。绝大多数时候，咱们齐全能够把 string 当做值类型来应用，不会有任何问题，这也更合乎咱们的惯常思维。

此外，string 的比拟运算符：

==

也设计得和值类型一样。

一般来说，如果是援用类型，== 运算符会比拟两个对象的堆地址；但值类型，== 运算符间接比拟两个对象的值。咱们看看 string 的比拟：

string center = “ 源栈 ”, greet = “ 欢迎您 ”; string a = center + greet; string b = $”{center}{greet}”; Console.WriteLine(a == b); // 后果为 true

是不是像一个值类型一样？比拟的是 a 和 b 外面存储的值。你看 a 和 b 的所寄存的堆地址也不一样：

这就是通过咱们之前讲过的运算符重载实现的：

public static bool operator ==(String a, String b);

你可能会问，为什么咱们的示例代码这么简单？又是拼接（+）又是内插（$）的。因为如果这样的话会出问题：

string a = “ 源栈 ”; string b = “ 源栈 ”; Console.WriteLine(a == b);

代码的后果依然是 true，然而 a 和 b 存储的是雷同的堆地址：

这就不能阐明 string 的“值类型”特色，因为 a 和 b 变量中存储还是堆地址而不是字符串的值。你可能奇怪，明明没有任何传递，为什么 a 和 b 会援用同样的一个 string 对象呢？这又波及一个编译器优化技术：

字符串池（string pool）

简略的说，在编译的时候（留神：是编译的时候，不是运行的时候），编译器会设置一个字符串“池（pool）”。每次要实例化一个新字符串的时候，首先在池中进行查看：

  • 如果池中曾经有完全相同的字符串，间接将这个字符串的堆地址赋值给新变量；否则
  • 实例化这个字符串，而后放到字符串池里

这样，就能够节俭很多的堆空间，尤其是当雷同的字符串十分多的时候。

“池”这种优化技术，在.NET 中大量应用，咱们当前还会屡次接触到。^_^

这时候，你可能会问：搞得这么简单，为什么不把 string 间接改成 struct 呢？

这是因为 string 有可能十分十分大，像咱们之前讲过的，太大的对象就不适宜放在栈中，免得占用贵重的栈资源。（温习：值类型和援用类型）

最初，咱们来看一看 string 的：

其余办法

一些办法能够进行判断。比方判断是否为空：

string a = null; string b = “”; string c = ” “; //IsNullOrEmpty()：是不是为 Null 值或者为空 //IsNullOrWhiteSpace()：是不是为 Null 或者空白字符串 Console.WriteLine(string.IsNullOrEmpty(a)); //True Console.WriteLine(string.IsNullOrWhiteSpace(a)); //True Console.WriteLine(string.IsNullOrEmpty(b)); //True Console.WriteLine(string.IsNullOrWhiteSpace(b)); //True Console.WriteLine(string.IsNullOrEmpty(c)); //False Console.WriteLine(string.IsNullOrWhiteSpace(c)); //True

以及其余返回 bool 值的判断，蕴含（Contain）和开始（Starts）/ 完结（Ends）

string slagon = “ 飞哥，还有源栈欢迎您！”; // 蕴含 ” 源栈 ” Console.WriteLine(slagon.Contains(“ 源栈 ”)); //True // 以 ” 飞哥 ” 开始 /” 欢迎您！” 结尾 Console.WriteLine(slagon.StartsWith(“ 飞哥 ”)); //True Console.WriteLine(slagon.EndsWith(“ 欢迎您！”)); //True

还有返回 int 类型下标的 IndexOf() 和 LastIndexOf()：

string slagon = “ 源栈欢迎您！！！”; Console.WriteLine(slagon.IndexOf(“！”)); //10 Console.WriteLine(slagon.LastIndexOf(“！”)); //12

此外，还有连贯和拆分：

  • Contact() 能够间接将字符串连接起来
  • Join() 用指定字符（分隔符）将字符串连接起来

    string a = “ 源栈 ”; string b = “，”; string c = “ 欢迎您!”; // 间接把 abc 连接起来 Console.WriteLine(string.Concat(a, b, c)); // 把 abc 用 ’ ‘ 连接起来 string joined = string.Join(‘ ‘, a, b, c); Console.WriteLine(joined); // 留神空格：源栈，欢迎您!

被 Join() 用分隔符连接起来的的字符串还能够再应用 Split() 拆分，取得一个 string 数组：

string[] splitted = joined.Split(‘ ‘); // 用 ’ ‘ 分隔 for (int i = 0; i < splitted.Length; i++) {Console.WriteLine(splitted[i]); } // 被 ’ ‘ 分隔之后，splitted 共三个元素：// 源栈 //，// 欢迎您!

此外，还有一个能够把字符串转换成字符数组的：

char[] ofA = a.ToCharArray(); // 后果：’ 源 ’ 和 ’ 栈 ’

这样转换之后，就能够对字符串的每个字符进行过滤筛选。

除了 Join() 和 Contact() 办法，其实咱们更多的都是间接应用加号（+）间接连贯字符串。然而，你或者看到有这样的倡议：不要应用加号（+）进行字符串拼接，而应该应用：

StringBuilder

真的是这样么？同学们留神肯定要警觉这样的“简洁明了”的论断。你能够反过来想一想：StringBuilder 和 string 是同时推出的，如果“用加号（+）进行字符串拼接”真的不行，为什么微软要搞这么一个语法进去？

但凡波及性能的问题，咱们这曾经是陈词滥调了，肯定要牢记几个准则：

  • 天下没有收费的午餐
  • 首先找到瓶颈
  • no profile no improvement

而后，不仅要知其然，更要知其所以然。

所以咱们首先来看一看怎么应用它：

// 实例化一个 StringBuilder 对象 StringBuilder sb = new StringBuilder(); // 始终往 StringBuilder 对象上增加（Append）字符串 sb.Append(“ 源栈 ”); sb.Append(“，”); sb.Append(“ 欢迎您！”); // 不要忘了应用 ToString() 将 StringBuilder 对象转换成字符串 string slagon = sb.ToString();

首先能够看进去，整个应用过程比拟繁琐，如果用 + 的话就一行：

string slagon = “ 源栈 ” + “，” + “ 欢迎您！”;

而后 StringBuilder 是一个能够实例化的类，咱们 F12 查看其定义，能够看到它的次要办法，除了 Append()，还有：

  • Insert()：插入，须要指定插入的地位 index
  • Replace()：替换
  • Remove()：删除指定地位 index，肯定长度 length 的内容
  • Clear()：革除全部内容

    sb.Remove(0, 1); // 删除了从下标为 0 开始的一个字符 sb.Replace(“!”, “……”); // 将！替换成…… sb.Insert(0, “○”); // 在下标为 0 的中央插入一个○ //sb.Clear(); // 全副革除

最初，它有好几个重载的构造函数。其中最重要的参数有两个：

public StringBuilder(int capacity); public StringBuilder(string value);

  • value：指定 StringBuilder 最开始“装”着的字符串
  • capacity：指定 StringBuilder 最后的“容量”。这实际上就是的 StringBuilder 所谓“性能晋升”的要害。

咱们来看看加号（+）拼接和 StringBuilder.Append() 的

区别

在 C# 中，虽说字符串被称之为“串”，但其余它不是像链表那样把字符一个一个串起来的，而是由一个字符数组予以寄存。

演示：查看源代码

所以，两个字符串 a 和 b 的加号拼接的过程应该是这样的：

  1. 计算出 a 和 b 的长度，而后相加达到总长度
  2. 按总长度新生成一个新的 char[] 数组
  3. 将 a 和 b 的内容顺次复制到新的 char[] 数组
  4. 将新的 char[] 数组合成字符串

留神，失常来说（因为不排除编译器优化的可能），不要认为三个字符串的拼接.NET 就能够计算出 a +b+ c 的长度，而后按下面的那样做，它还是得先实现 a + b 的拼接，再进行 a + b 和 c 的拼接。即便 a +b+ c 能够优化，但这样的 for 循环代码也是十分常见的：

string[] students = { “ 王新 ”, “ 陈元 ”, “ 彭志强 ”}; for (int i = 1; i < students.Length; i++) {students[0] += students[i]; }

这总不能编译器优化了吧？那么如果拼接的次数多了，比如说 100 次，就会产生 99 次没有必要的字符串长度计算，99 次没有必要的内存划分（须要 new 一个新的 char[]），99（?）次没有必要的字符串复制……

为了节俭掉这些不必要的性能损耗，.NET 为咱们提供了 StringBuilder，其工作原理是：

  1. 在 StringBuilder 实例化的时候，生成一个长度（capacity）或者由结构函数参数指定，或者默认为 16 的 char[] 数组
  2. 将 a、b、c、d……等字符串顺次往 char[] 数组里装，如果
  3. char[] 数组的长度不够了，StringBuilder 主动裁减其 capacity，生成一个双倍长度的新数组持续装
  4. 直到调用 ToString()，将 char[] 数组转换成字符串

对比方下图所示：

所以，如果是大规模的字符串拼接，应用 StringBuilder 的确有性能上的劣势。那么为什么加号拼接依然这么常见呢？^_^，当然是图不便啦！因为当拼接的次数不多，拼接也没有造成性能瓶颈的时候，开发效率是第一位的——好吧，我抵赖，就是懒，哈哈。

然而，你也要明确一点：懒，并不一定是好事。尤其是对于程序员而言。

作业：

  1. 确保文章（Article）的题目不能为 null 值，也不能为一个或多个空字符组成的字符串，而且如果题目前后有空格，也予以删除
  2. 设计一个实用的机制，能确保用户（User）的昵称（Name）不能含有 admin、17bang、管理员等敏感词。
  3. 确保用户（User）的明码（Password）：
  4. 长度不低于 6
  5. 必须由大小写英语单词、数字和特殊符号（~!@#$%^&*()_+）组成
  6. 实现 GetCount(string container, string target) 办法，能够统计出 container 中有多少个 target
  7. 不应用 string 自带的 Join() 办法，定义一个 mimicJoin() 办法，能将若干字符串用指定的分隔符连接起来，比方：mimicJoin(“-“,”a”,”b”,”c”,”d”)，其运行后果为：a-b-c-d
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