关于string
要想比較全面的了解stirng類型，首先要清楚.Net中的值類型與引用類型。在C#中，以下數(shù)據(jù)類型為值類型：
bool、byte、char、enum、sbyte以及數(shù)字類型(包括可空類型)
以下數(shù)據(jù)類型為引用類型：
class、interface、delegate、object、stirng
被聲明為string型變量存放于堆中，是引用類型。
讓我們先來看看以下三行代碼有何玄機(jī)：
string a = "str_1";
string b = a;
a = "str_2";
在以上代碼中，第3行的“=”有一個(gè)隱藏的秘密：它的作用我們可以理解為新建，而不是對(duì)變量“a”的修改。以下是IL代碼，可以說明這一點(diǎn)：
? .maxstack? 1
? .locals init ([0] string a,
??? ??????? [1] string b)
? IL_0000:? nop
? IL_0001:? ldstr????? "str_1"
? IL_0006:? stloc.0
? IL_0007:? ldloc.0
? IL_0008:? stloc.1
? IL_0009:? ldstr????? "str_2"
??? ? IL_000e:? stloc.0??//以上2行對(duì)應(yīng) C#代碼 a = "str_2";
? IL_0015:? ret
可以看出IL代碼的第1、6行，由ldstr指令創(chuàng)建字符串"str_1"，并將其關(guān)聯(lián)到了變量“a”中；7、8行直接將堆棧頂部的值彈出并關(guān)聯(lián)到變量“b”中；9、10由ldstr創(chuàng)建字符串"str_2"，關(guān)聯(lián)在變量“a”中（并沒有像我們想象的那樣去修改變量a的舊值，而是產(chǎn)生了新的字符串）；
在C#中，如果用new關(guān)鍵字實(shí)例化一個(gè)類，對(duì)應(yīng)是由IL指令newobj來完成的；而創(chuàng)建一個(gè)字符串，則由ldstr指令完成，看到ldstr指令，我們即可認(rèn)為，IL希望創(chuàng)建一個(gè)新的字符串 。（注意：是IL希望創(chuàng)建一個(gè)字符串，而最終是否創(chuàng)建，還要在運(yùn)行時(shí)由字符串的駐留機(jī)制決定，這一點(diǎn)下面的章節(jié)會(huì)有介紹。）
所以，第三行C#代碼(a = "str_2";)的樣子看起來是在修改變量a的舊值"str_1"，但實(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)新的字符串"str_2"，然后將變量a的指針指向了"str_2"的內(nèi)存地址，而"str_1"依然在內(nèi)存中沒有受到任何影響，所以變量b的值沒有任何改變---這就是string的恒定性，同學(xué)們，一定要牢記這一點(diǎn)，在.Net中，string類型的對(duì)象一旦創(chuàng)建即不可修改！包括ToUpper、SubString、Trim等操作都會(huì)在內(nèi)存中產(chǎn)生新的字符串。
本節(jié)重點(diǎn)回顧：由于stirng類型的恒定性，讓同學(xué)友們經(jīng)常誤解，string雖屬引用類型但經(jīng)常表現(xiàn)出值的特性，這是由于不了解string的恒定性造成的，根本不是“值的特性”。例如：
string a = "str_1";
a = "str_2";
這樣會(huì)在內(nèi)存中創(chuàng)建"str_1"和"str_2"兩個(gè)字符串，但只有"str_2"在被使用，"str_1"不會(huì)被修改或消失，這樣就浪費(fèi)了內(nèi)存資源，這也是為什么在做大量字符串操作時(shí)，推薦使用StringBuilder的原因。
二．.Net中字符串的駐留（重要）
在第一節(jié)中，我們講了字符串的恒定性，該特性又為我們引出了字符串的另一個(gè)重要特性：字符串駐留。
從某些方面講，正是字符串的恒定性，才造就了字符串的駐留機(jī)制，也為字符串的線程同步工作大開方便之門（同一個(gè)字符串對(duì)象可以在不同的應(yīng)用程序域中被訪問，所以駐留的字符串是進(jìn)程級(jí)的，垃圾回收不能釋放這些字符串對(duì)象，只有進(jìn)程結(jié)束這些對(duì)象才被釋放）。
我們用以下2行代碼來說明字符串的駐留現(xiàn)象：
string a = "str_1";
string b = "str_1";
這2行代碼會(huì)在內(nèi)存中產(chǎn)生了幾個(gè)string對(duì)象？你可能會(huì)認(rèn)為產(chǎn)生2個(gè)：由于聲明了2個(gè)變量，程序第1行會(huì)在內(nèi)存中產(chǎn)生"str_1"供變量a所引用；第2行會(huì)產(chǎn)生新的字符串"str_1"供變量b所引用，然而真的是這樣嗎？我們用ReferenceEquals這個(gè)方法來看一下變量a與b的內(nèi)存引用地址：
string a = "str_1";
string b = "str_1";
Response.Write(ReferenceEquals(a,b));?? //比較a與b是否來自同一內(nèi)存引用
輸出：True
看到了嗎，我們用ReferenceEquals方法比較a與b，雖然我們聲明了2個(gè)變量，但它們竟然來自同一內(nèi)存地址！這說明string b = "str_1";根本沒有在內(nèi)存中產(chǎn)生新的字符串。
這是因?yàn)?#xff0c;在.Net中處理字符串時(shí)，有一個(gè)很重要的機(jī)制，叫做字符串駐留機(jī)制。由于string是編程中用到的頻率較高的一種類型，CLR對(duì)相同的字符串，只分配一次內(nèi)存。CLR內(nèi)部維護(hù)著一塊特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們叫它字符串池，可以把它理解成是一個(gè)HashTable，這個(gè)HashTable維護(hù)著程序中用到的一部分字符串，HashTable的Key是字符串的值，而Value則是字符串的內(nèi)存地址。一般情況下，程序中如果創(chuàng)建一個(gè)string類型的變量，CLR會(huì)首先在HashTable遍歷具有相同Hash Code的字符串，如果找到，則直接把該字符串的地址返回給相應(yīng)的變量，如果沒有才會(huì)在內(nèi)存中新建一個(gè)字符串對(duì)象。
所以，這2行代碼只在內(nèi)存中產(chǎn)生了1個(gè)string對(duì)象，變量b與a共享了內(nèi)存中的"str_1"。
好了，結(jié)合第一節(jié)所講到的字符串恒定性與第二節(jié)所講到的駐留機(jī)制，來理解一下下面4行代碼吧：
string a = "str_1";?//聲明變量a，將變量a的指針指向內(nèi)存中新產(chǎn)生的"str_1"的地址
a = "str_2";??//CLR先會(huì)在字符串池中遍歷"str_2"是否已存在，如果沒有，則新建"str_2"，并修改變量a的指針，指向"str_2"內(nèi)存地址，"str_1"保持不變。（字符串恒定）
string c = "str_2";?//CLR先會(huì)在字符串池中遍歷"str_2"是否已存在，如果存在，則直接將變量c的指針指向"str_2"的地址。（字符串駐留）
那么如果是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建字符串呢？字符串還會(huì)不會(huì)有駐留現(xiàn)象呢？
我們分3種情況講解動(dòng)態(tài)創(chuàng)建字符串時(shí)，駐留機(jī)制的表現(xiàn)：
字符串常量連接
string a = “str_1” + “str_2”;
string b = “str_1str_2”;
Response.Write(ReferenceEquals(a,b));?? //比較a與b是否來自同一內(nèi)存引用
輸出 ：True
IL代碼說明問題：
.maxstack? 1
.locals init ([0] string a,
???? ?????? [1] string b)
IL_0000:? nop
IL_0001:? ldstr????? “str_1str_2”
IL_0006:? stloc.0
IL_0007:? ldstr????? “str_1str_2”
IL_000c:? stloc.1
IL_000d:? ret
其中第1、6行對(duì)應(yīng)c#代碼string a = “str_1” + “str_2”;
第7、8對(duì)應(yīng)c# string b = “str_1str_2”;
可以看出，字符串常量連接時(shí)，程序在被編譯為IL代碼前,編譯器已經(jīng)計(jì)算出了字符串常量連接的結(jié)果，ldstr指令直接處理編譯器計(jì)算后的字符串值，所以這種情況字符串駐留機(jī)制有效！
字符串變量連接
string a = “str_1”;
string b = a + “str_2”;
string c = “str_1str_2”;
Response.Write(ReferenceEquals(b,c));
輸出：False
IL代碼說明問題：
? .maxstack? 2
? .locals init ([0] string a,
???????? ?? [1] string b,
?????????? [2] string c)
IL_0000:? nop
? IL_0001:? ldstr????? “str_1”
? IL_0006:? stloc.0
? IL_0007:? ldloc.0
? IL_0008:? ldstr????? “str_2”
? IL_000d:? call?????? string [mscorlib]System.String::Concat(string,
????????????????????????????????????????????????????????????? string)
? IL_0012:? stloc.1
? IL_0013:? ldstr????? “str_1str_2”
? IL_0018:? stloc.2
? IL_0019:? ret
其中第1、6行對(duì)應(yīng)string a = “str_1”;
第7、8、9行對(duì)應(yīng)string b = a + “str_2”;，IL用的是Concat方法連接字符串
第13、18行對(duì)應(yīng)string c = “str_1str_2”;
可以看出，字符串變量連接時(shí)，IL使用Concat方法，在運(yùn)行時(shí)生成最終的連接結(jié) 果，所以這種情況字符串駐留機(jī)制無效！
3.顯式實(shí)例化
string a = "a";
string b = new string('a',1);
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出 False
IL代碼：
? .maxstack? 3
? .locals init ([0] string a,
?????????? [1] string b)
? IL_0000:? nop
? IL_0001:? ldstr????? "a"
? IL_0006:? stloc.0
? IL_0007:? ldc.i4.s?? 97
? IL_0009:? ldc.i4.1
? IL_000a:? newobj???? instance void [mscorlib]System.String::.ctor (char,
??????????????????????????????????????????????????????????????????? int32)
? IL_000f:? stloc.1
? IL_0010:? ret
這種情況比較好理解，IL使用newobj來實(shí)例化一個(gè)字符串對(duì)象，駐留機(jī)制無效。從string b = new string('a',1);這行代碼我們可以看出，其實(shí)string類型實(shí)際上是由char[]實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)string的誕生絕不像我們想想的那樣簡(jiǎn)單，要由棧、堆同時(shí)配合，才會(huì)有一個(gè)string的誕生。這一點(diǎn)在第四節(jié)會(huì)有介紹。
當(dāng)然，當(dāng)字符串駐留機(jī)制無效時(shí)，我們可以很簡(jiǎn)便的使用string.Intern方法將其手動(dòng)駐留至字符串池中，例如以下代碼：
string a = "a";
string b = new string('a',1);
Response.Write(ReferenceEquals(a, string.Intern(b)));
輸出：True ?
程序返回Ture，說明變量"a"與"b"來自同一內(nèi)存地址。
三．練習(xí)
代碼一：
string a = "str_1";
string b = "str_1";
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a,b));
輸出：True (Equals比較字符串對(duì)象的值)
????? True (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，由于字符串駐留機(jī)制，a與b的引用相同)
代碼二：
????????????string a = "str_1str_2";
??????????? string b = "str_1";
??????????? string c = "str_2";
??????????? string d = b + c;
??????????? Response.Write(a.Equals(d));
Response.Write(ReferenceEquals(a, d));
輸出：True(Equals比較字符串對(duì)象的值)
????? False(ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，由于變量d的值為變量連接的結(jié)果，字符串駐留機(jī)制無效)
代碼三：
string a = "str_1str_2";
string b = "str_1" + "str_2";
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出：True(Equals比較字符串對(duì)象的值)
????? True (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，由于變量b的值為常量連接的結(jié)果，字符串駐留機(jī)制有效。如果變量b的值由“常量+變量”的方式得出，則字符串駐留無效)
代碼四：
string a = "str_1";
string b = String.Copy(a);
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出：True(Equals比較字符串對(duì)象的值)
????? False (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，Copy操作產(chǎn)生了新的string對(duì)象)
代碼五：
string a = "str_1";
string b = String.Copy(a);
b = String.Intern(b);
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出：True(Equals比較字符串對(duì)象的值)
????? True (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，String.Intern實(shí)現(xiàn)了字符串駐留)
代碼六：
string a = "str_1";
string b = String.Copy(a);
string c = "str_1";
Response.Write((object)a == (object)b);
Response.Write((object)a == (object)c);
輸出：False (“==”在兩邊為引用類型時(shí)，則比較引用的地址，所以a與b為 不同引用)
????? True (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，a與c由于字符串駐留機(jī)制，引用相同)
代碼七：
string a = "str_1";
string c = "str_1";
Response.Write(a == c);
輸出：True
剛才我們提到過，“==”在兩邊為引用類型時(shí)，則比較引用的地址；如果是值類型時(shí)則比較值。string為引用類型，那么上面的代碼是比較了變量a與c的地址還是值呢？答案是：比較了值！因?yàn)樵趕tring類型比較的時(shí)候，“==”已經(jīng)被重載為“Equals”了，所以，雖然你在用“==”比較兩個(gè)引用類型，但實(shí)際上是在用“Equals”比較它們的值！
代碼八：
string a = "a";
string b = new string('a', 1);
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出：True (Equals比較值，a與b的值相同)
????? False (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用)
代碼九：
string a = "a";
string b = new string('a', 1);
Response.Write(a.Equals(string.Intern(b)));
Response.Write(ReferenceEquals(a, string.Intern(b)));
輸出：True (Equals比較值，無論是否Intern都會(huì)相同)
????? True (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，Intern已經(jīng)將b駐留至字符串池內(nèi))
代碼十：
string a = "str";
string b = "str_2".Substring(0,3);
Response.Write(a.Equals(b));
Response.Write(ReferenceEquals(a, b));
輸出：True (Equals比較值，a與c的值相同)
????? False (ReferenceEquals比較字符串對(duì)象的引用，Substring操作產(chǎn)生了新的字符串對(duì)象)
??? 此段代碼產(chǎn)生了3個(gè)string對(duì)象，是哪3個(gè)呢？如果你不明白，還是從頭再看一遍吧！
四．常見問題
1.“string = ”與“new stirng()”的區(qū)別
string test = "a";
string test = new string('a', 1);
以上兩行代碼的效果是一樣的，它們的區(qū)別在于加載”a”的時(shí)間不同：第一行的“a”是一個(gè)常量，在編譯期就已經(jīng)被放在一個(gè)叫做常量池的地方了，常量池通常裝載一些在編譯期被確定下來的數(shù)據(jù)，例如類、接口等等；而第二行是運(yùn)行時(shí)CLR在堆中生成的值為“a”的字符串對(duì)象，所以后者沒有字符串駐留。
2. string 與 String的區(qū)別
String的大名叫做System.String，在編譯為IL代碼時(shí)，string和System.String會(huì)生成完全相同的代碼：(ps：long和System.Int64，float和System.Single等也有此特性)
C#代碼：
string str_test = "test";
?????????? System.String Str_test = "test";
IL碼：
? // 代碼大小?????? 14 (0xe)
? .maxstack? 1
? .locals init ([0] string str_test,
?????????? [1] string Str_test)
? IL_0000:? nop
? IL_0001:? ldstr????? "test"
? IL_0006:? stloc.0
? IL_0007:? ldstr????? "test"
? IL_000c:? stloc.1
? IL_000d:? ret
所以，二者的區(qū)別并不在于底層，而是在于string是類似于int的基元類型；System. String是框架類庫（FCL）的基本類型，二者之間有直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
3.StringBuilder
StringBuilder提供了高效創(chuàng)建字符串的方法，由StringBuilder表示的字符串是可變的(非恒定的)，在需要多處使用“+”連接字符串變量的時(shí)候，推薦使用StringBuilder來完成，最后調(diào)用其ToString()方法輸出。當(dāng)調(diào)用了StringBuilder的ToString()方法之后，StringBuilder將返回其內(nèi)部維護(hù)的一個(gè)字符串字段引用，如再次修改StringBuilder，它將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的字符串，這時(shí)被修改的是新的字符串，原來已經(jīng)返回的字符串才不會(huì)發(fā)生改變。
StringBuilder有兩個(gè)比較重要的內(nèi)部字段，大家需要掌握：
m_MaxCapacity：StringBuilder的最大容量，它規(guī)定了最多可以放置到 m_StringValue的字符個(gè)數(shù)，默認(rèn)值為Int32.MaxValue。m_MaxCapacity一旦被指定就不能再更改。
m_StringValue：StringBuilder維護(hù)的一個(gè)字符數(shù)組串，實(shí)際上可以理解為一個(gè)字符串。StringBuilder重寫的Tostring()方法返回的就是這個(gè)字段。
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總結(jié)
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