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扣丁學(xué)堂Java培訓(xùn)簡述C#中如何正確的使用字符串String

2019-03-18 11:34:47 7578瀏覽

本篇文章扣丁學(xué)堂Java培訓(xùn)小編和喜歡Java開發(fā)技術(shù)的讀者們分享一下C#中如何正確的使用字符串String，對Java開發(fā)感興趣或者是想要參加Java培訓(xùn)進入到Java開發(fā)領(lǐng)域的小伙伴就隨小編一起來學(xué)習一下吧。

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(chǔ)數(shù)據(jù)類型。如果使用不慎，將會造成不必要的內(nèi)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(nèi)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(nèi)存。除了值類型本身所分配的內(nèi)存外，內(nèi)存總量還要加上類型對象指針和同步塊索引所占用的內(nèi)存，

2、將值類型的值復(fù)制到新分配的堆內(nèi)存中。

3、返回已經(jīng)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(jié)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(diào)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(nèi)存來完成 Int32 到 String 的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換比完成拼接時，應(yīng)當避免使用操作符 “+” 來我完成，而應(yīng)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(nèi)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(yīng)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(nèi)存中)。在運行時調(diào)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(nèi)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(nèi)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(yù)先以非托管的方式分配內(nèi)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(nèi)存，使之成為16的倍數(shù)。StringBuilder重新分配內(nèi)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(nèi)存;太大了，浪費內(nèi)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(diào)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(nèi)部使用StringBuilder 進行字符串格式化，如下代碼：

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(jié)：

在使用String字符串時，應(yīng)該盡量避免裝箱操作和“+”連接操作。

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