【C#】String| StringBuilder 字符

原文链接：https://www.cnblogs.com/huameitang/p/10528646.html

字符串是用于表示文本的字符的有序集合。 String对象是对象的有序集合 System.Char ，表示字符串; System.Char 对象对应于 utf-16 代码单元。 对象的值 String 是对象的顺序集合的内容 System.Char ，并且该值是不可变的 (也就是说，它是只读，反射也不能修改) 。 有关字符串不可变性的详细信息，请参阅 永久性和 StringBuilder 类 部分。 内存中对象的最大大小 String 为 2 GB，即约1000000000个字符。

string字符串的两大特性：

1、String不可变性：这个特性就是值类型的特性，所以在string操作上（赋值、拼接 、作参数）感觉就是值类型。

2、 拘留池（intern pool）的机制：是为了避免分配大量的字符串对象造成的过多的内存空间浪费。

.NET 的 CLR 运行时会在运行期间管理一个字符拘留池（string intern pool），在字符串拘留池中的字符串只有一个实例。

程序中会存在大量的字符串对象，如果每次都创建一个字符串对象，会比较浪费内存、性能低，因此CLR做了“暂存池”(拘留池，缓冲池，暂存池），在一些情况下对于字符串对象进行了重用。

例如，在下面的代码中，变量 a、b、c 都是同一个实例：

var a = "walterlv";
var b = "walterlv";
var c = "walterlv";

把字符串输入拘留池和从暂存池中获取字符串

String.Intern：把字符串输入拘留池

String.Intern（x），将X添加到字符串池中，如果这个字符串已经存在池中，就返回这个存在的引用；如果不存在就将它加入到池中，并返回引用。

String.ISInterned（str）：从暂存池中获取字符串

using System.Reflection;
using System.Text;

string str1 = string.IsInterned("ddkkkkd");//会被存入拘留池
String str2 = new StringBuilder().Append("wx").Append("yz").ToString();
if ( str1 == null) Console.WriteLine("f");
if (string.IsInterned(str2) == null) Console.WriteLine("str2 is not Intern");
Console.WriteLine(string.IsInterned("ddkkkkd")); 

String.IsInterned(str)要在暂存池中搜索的字符串，如果 str 在公共语言运行时的暂存池中，则返回对它的引用；否则返回 null

Console.WriteLine(object.ReferenceEquals("xyz", s));//编译器会把常量xyz ，加入池中
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals("x" + "y" + "z", s));//编译器会把"x" + "y" + "z"当作常量xyz ，加入池中

不要池化

你可以在程序集中标记 CompilationRelaxations.NoStringInterning，这样，此程序集中的字符串就不会被池化。即便是在编译期间写下的字符串也会在运行时生成新的实例。

方法是在一个 C# 代码文件中添加特性标记。

[assembly: CompilationRelaxations(CompilationRelaxations.NoStringInterning)]

注意：不是所有的字符串都放在暂存池中，运行时期动态创建的字符串不会被加入到驻留池中。

关于字符串常量池的更深理解：

1. 驻留池由CLR来维护，其中的所有字符串对象的值都不相同。

2. 只有编译阶段的文本字符常量会被自动添加到驻留池。

3.运行时期动态创建的字符串不会被加入到驻留池中。

4.string.Intern()可以把动态创建的字符串加入到驻留池中。
5、林业耶夫总结：字符串内插生成的字符串 不会进入拘留池。

字符串虽然是引用类型，但是实即他更像值类型。

1）字符串的直接赋值：本身字符串就是引用类型，应该使用  new 对象方法一个实例，但是微软为了方便大家，可以直接定义字符串变量 并且赋值操作，例如： string a = "我的中国心"; ,这样只是简化我们的操作；

2）一个字符串赋值给另一个字符串变量：正常的引用类型会将两个引用变量指向同一个地址，但是一个字符串变量赋值给另一个字符串变量时，缺时建立了两个不同的地址空间，例如：

 string a = "12345"; string b = a;

上面的代码是两个不同的地址引用，只是把a的字符串内容赋值给b,a和b内容是一样的；

3）同一个字符串的多次赋值：按照一般的思维对一个字符串变量赋值，只是改变其内容，不会改变其地址，但是字符串比较奇葩，当给同一个字符串变量再次赋值的时候，它会重新分配内存空间，建立一个新的地址，然后把

这个地址赋值给原来的字符串变量，举例说明：

 string a= "123";  a = "456"

当第二次给a赋值为"456"时，它是创建新的内存空间，然后把新建的内存地址赋值给a变量，以前的"123"的内存摒弃不用，等待垃圾回收。

4）字符串作为函数参数传递：当字符串作为函数的参数传递时，本身是引用类型，应该是将变量的地址引用传递过去，以后在函数里对该参数的修改都会改变该字符串的值，但是我告诉你，结果它只是传递了该字符串的副本给

函数体，在函数里对该字符修改，居然不影响传递参数的值，当然，字符串的传递也可以当引用类型使用，主要添加ref 即可，可截图：

  5）字符串的比较：在字符串作为引用时，比较两个引用类型是否相等，只是比较两个引用的地址是否相等(除非你重载了Equal函数),但是当我们在比较字符串的时候，发现其实他们比较的是字符串的内容，并非是引用的地址，

这是引用string类重载了equal函数，是指比较字符的内容，在这点上  == 和 equal的结果其实是一样的；

6）字符串的内存驻留：当我们在创建具有相同的字符串内容的变量时，这些字符串变量其实指向的同一个内存地址，这点有点像C++里的内联；

 StringBuilder

StringBuilder的工作原理大致是这样的：

内部维护一个char[]，并且有一个初始容量16。

新的字符串都加入到这个数组中。

当加入的字符超过容量时，就重新new一个更大的数组，并将原先的数组内容拷入新数组中。

将原有的数组进行垃圾回收，新的字符串加入到使用新的字符数组中。

StringBuilder的ToString方法见字符数组转换为一个String输出。

 StringBuilder与String互转

StringBuilder类是一个可变的字符序列。

StringBuilder()
          构造一个不带任何字符的字符串生成器，其初始容量为 16 个字符。
StringBuilder(CharSequence seq)
          构造一个字符串生成器，它包含与指定的 CharSequence 相同的字符。
StringBuilder(int capacity)
          构造一个不带任何字符的字符串生成器，其初始容量由 capacity 参数指定。
StringBuilder(String str)
          构造一个字符串生成器，并初始化为指定的字符串内容。

StringBuilder类的几个常用方法：

append(任意类型)  追加到字符串后面

reverse 反转字符串

insert(int offset, 任意类型)  在某个index后插入字符串

toString()  返回String类的对象

先看一段String类的字符串拼接的代码。

 

String s = "hello" 会在常量池开辟一个内存空间来存储”hello"。

s += "world"会先在常量池开辟一个内存空间来存储“world"。然后再开辟一个内存空间来存储”helloworld“。

这么以来，001与002就成为了垃圾内存空间了。这么简单的一个操作就产生了两个垃圾内存空间，如果有大量的字符串拼接，将会造成极大的浪费。
StringBuilder的作用

上面的例子可以知道String类的字符串拼接会产生大量的垃圾内存空间。但是StringBuilder的字符串拼接是直接在原来的内存空间操作的，即直接在hello这个内存空间把hello拼接为helloworld。

来证明下：

public class StringBuilderTest {
    public static void main(String[] args){
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        StringBuilder sb2 = sb.append("hello");
        System.out.println(sb);
        System.out.println(sb2);
        // 引用类型，判断的是他们的内存地址是否一样
        System.out.println(sb == sb2);
    }
}

输出结果是：

hello
hello
true
String类与StringBuilder类的相互转换

1.String类转换为StringBuilder类

public class String12 {
    public static void main(String[] args){
        String s = "hello";
        StringBuilder sb = new StringBuilder(s);
        System.out.println(sb);
    }
}
2.StringBuilder类转换为String类

public class String12 {
    public static void main(String[] args){
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("abc").append("efg");
        String s = sb.toString();
        System.out.println(s);
    }
}

 string 和char之间的互操作

using IteratorTest;
using System.Reflection;
using System.Security.AccessControl;

Console.WriteLine();

string name = "sfsfsfsdfsdfwertdhghk,u8rgdhf";
//字符串转成字符数组
char[] chars = name.ToCharArray();

//字符创当字符数组一样遍历
 foreach (char c in name)
{
    Console.WriteLine(c);

}

 //3种方式 将字符数组转成字符串

Console.WriteLine(new string(chars));
Console.WriteLine(string.Concat(chars));
Span<char> span = new Span<char>(chars);
Console.WriteLine(span.ToString());