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C# 高效字符串连接 StringBuilder介绍

放牧的风4年前 (2018-03-01).net128

在介绍StringBuilder之前,必须要先了解string的特性。

string在.NET中属于基本数据类型,也是基本数据类型中唯一的引用类型。字符串可以声明为常量,但它却放在了堆中。

一:不可改变对象

在.NET中String是不可改变对象,一旦创建了一个String对象并给它赋值,它就不可能再改变,也就是你不可能改变一个字符串的值。这句活初听起来似乎有些不可思议,大家也许马上会想到字符串连接操作,我们不也可以改变字符串吗?看下面的这段代码:

public static void Main(string[] args)
{
    string s = "1234";
    Console.WriteLine(s);

    s += "5678";
    Console.WriteLine(s);
    Console.Read();
}
//输出下面的结果:
1234
12345678

 看起来我们似乎已经把s的值从"1234"改为了"12345678",实际上并没有改变。string s = "1234";是创建了一个String对象它的值是"1234",s指向了它在内存中的地址,s += "5678";是创建了一个新的String对象它的值是"12345678",s指向了新的内存地址。这时在堆中其实存在着两个字符串对象,尽管我们只引用了他们中的一个,但字符串"1234"仍然在内存中驻留。

二:引用类型

前面说过String是引用类型,如果我们创建很多个相同值的字符串对象,它在内存中的指向地址应该是一样的。也就是说,当我们创建了字符串对象s,它的值是"1234",当我们再创建一个值为"1234"的字符串对象str时它不会再去分配一块内存空间,而是直接指向了s在内存中的地址。这样可以确保内存的有效利用。看下面的代码:

public static void Main(string[] args)
{
    string s = "1234";
    Console.WriteLine(s);

    Change(s);

    Console.WriteLine(s);
    Console.Read();
}

public static void Change(string str)
{
    str = "5678";
}
//输出下面的结果:
1234
1234

做一个小改动,注意Change(ref string s)

public static void Main(string[] args)
{
    string s = "1234";
    Console.WriteLine(s);

    Change(ref s);

    Console.WriteLine(s);
    Console.Read();
}

public static void Change(ref string str)
{
    str = "5678";
}
//输出下面的结果:
1234
5678

三:StringBuilder对象

通过上面的分析可以得出结论:String类型在做字符串的连接操作时,效率是相当低的。这是由于每做一个连接操作,都会在内存中创建一个新的对象,占用了大量的内存空间。这样就引出StringBuilder对象,StringBuilder对象在做字符串连接操作时是在原来的字符串上进行修改,改善了性能。这一点我们平时使用中也许都知道,连接操作频繁的时候建议使用StringBuilder对象。但是这两者之间的差别到底有多大呢?来做一个测试:

public static void Main(string[] args)
{
    string s = "";
    StringBuilder sb = new StringBuilder();

    int times = 10000;
    int start, end;

    // 测试String所用的时间
    start = Environment.TickCount;
    for (int i = 0; i < times; i++)
    {
        s += i.ToString();
    }
    end = Environment.TickCount;
    Console.WriteLine(end - start);

    // 测试StringBuilder所用的时间
    start = Environment.TickCount;
    for (int i = 0; i < times; i++)
    {
        sb.Append(i.ToString());
    }
    end = Environment.TickCount;
    Console.WriteLine(end - start);
    Console.Read();
}
//输出下面的结果:
884
0

通过上面的分析,可以看出用String来做字符串的连接时效率非常低,但并不是所任何情况下都要用StringBuilder,当我们连接很少的字符串时可以用String,但当做大量的或频繁的字符串连接操作时,就一定要用StringBuilder。


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