StringBuilder的实现

先看看MS给出的官方解释吧

（http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.text.stringbuilder(VS.80).aspx）

String 对象串联操作总是用现有字符串和新数据创建新的对象。StringBuilder 对象维护一个缓冲区，以便容纳新数据的串联。如果有足够的空间，新数据将被追加到缓冲区的末尾；否则，将分配一个新的、更大的缓冲区，原始缓冲区中的数据被复制到新的缓冲区，然后将新数据追加到新的缓冲区。

String 或 StringBuilder 对象的串联操作的性能取决于内存分配的发生频率。

给实现者的说明 此实现的默认容量是 16，默认的最大容量是 Int32.MaxValue。

我只截取了最核心的一段，从这段我们就基本可以明白，StringBuilder的(后面直接简称sb，无节操的兄弟们，不要乱想，我也尽量不引导你们)实现，不过不看看源码，只看文档还是比较但蛋疼，理解不深。所以还是来看看其实现吧。

二话不说，先上一段定义，ok（只取了几个构造函数）

public sealed class StringBuilder : ISerializable

{

    // Methods

    public StringBuilder();

    public StringBuilder(int capacity);

    public StringBuilder(int capacity, int maxCapacity);

}

那我们最常用的两个，一个是无参构造，一个是整形构造，查看其源码其实都是调用了下面这个构造函数，给出其源码

public StringBuilder(int capacity, int maxCapacity)

{

    this.m_currentThread = Thread.InternalGetCurrentThread();

    if (capacity > maxCapacity)

    {

        throw new ArgumentOutOfRangeException("capacity", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Capacity"));

    }

    if (maxCapacity < 1)

    {

        throw new ArgumentOutOfRangeException("maxCapacity", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_SmallMaxCapacity"));

    }

    if (capacity < 0)

    {

        throw new ArgumentOutOfRangeException("capacity", string.Format(CultureInfo.CurrentCulture, Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_MustBePositive"), new object[] { "capacity" }));

    }

    if (capacity == 0)

    {

        capacity = Math.Min(0x10, maxCapacity);

    }

    this.m_StringValue = string.GetStringForStringBuilder(string.Empty, capacity);

    this.m_MaxCapacity = maxCapacity;

}

两个参数一个是容量大小，另一个是最大容量。

这个构造做了些什么

1.  获取当前线程句柄

2.  做一些必要性的验证和判断

3.  调用了这个方法

string.GetStringForStringBuilder(string.Empty, capacity);

这个方法最终调用了这个方法

internal static unsafe string GetStringForStringBuilder(string value, int startIndex, int length, int capacity)

{

    string str = FastAllocateString(capacity);

    if (value.Length == 0)

    {

        str.SetLength(0);

        return str;

    }

    fixed (char* chRef = &str.m_firstChar)

    {

        fixed (char* chRef2 = &value.m_firstChar)

        {

            wstrcpy(chRef, chRef2 + startIndex, length);

        }

    }

    str.SetLength(length);

    return str;

}

其实就是分配了string控件，复制了一份，并返回了。

然后我们看下append方法，很多重载，其实都是调用了

public StringBuilder Append(string value)

{

    if (value != null)

    {

        string stringValue = this.m_StringValue;

        IntPtr currentThread = Thread.InternalGetCurrentThread();

        if (this.m_currentThread != currentThread)

        {

            stringValue = string.GetStringForStringBuilder(stringValue, stringValue.Capacity);

        }

        int length = stringValue.Length;

        int requiredLength = length + value.Length;

        if (this.NeedsAllocation(stringValue, requiredLength))

        {

            string newString = this.GetNewString(stringValue, requiredLength);

            newString.AppendInPlace(value, length);

            this.ReplaceString(currentThread, newString);

        }

        else

        {

            stringValue.AppendInPlace(value, length);

            this.ReplaceString(currentThread, stringValue);

        }

    }

    return this;

}

这里做了什么呢，

1. 获取新字符串的长度，
2. NeedsAllocation方法判断当前容量是否可以容纳新串，如果不能，重新生成新字符串

否则直接添加到旧的字符串中，实现方法如下

internal unsafe void AppendInPlace(string value, int currentLength)

{

    int length = value.Length;

    int index = currentLength + length;

    fixed (char* chRef = &this.m_firstChar)

    {

        fixed (char* chRef2 = &value.m_firstChar)

        {

            wstrcpy(chRef + currentLength, chRef2, length);

        }

        chRef[index] = '\0';

    }

    this.m_stringLength = index;

}

了解了上面的大概内容基本上也就知道了，sb的实现原理，正如msdn解释的一样。

那么知道了这些有个屁用呢，msdn中也解释了，性能取决于内存分配的发生频率，既然知道了性能问题，那么以后我们写的时候是不是需要估计下字符串的大小呢。比如我们经常在后台拼接html字符串，sb的初始默认大小是16，每次容量不够，大小翻倍重新分配，（

int capacity = currentString.Capacity * 2;创建新字符串的函数代码忘了贴，看了前面的实现基本就能猜到了，其中就这一句对我们比较有用

）相信我们随便拼一个长度就要远大于16吧，这就导致了大量的内存分配发生，降低了效率，（这里就可以猜测string的连接操作应该是每次都进行内存分配）所以，sb初始预估大小还是很有用的。