扣丁学堂Java培训简述C#中如何正确的使用字符串String

2019-03-18 11:34:47 6205浏览

本篇文章扣丁学堂Java培训小编和喜欢Java开发技术的读者们分享一下C#中如何正确的使用字符串String,对Java开发感兴趣或者是想要参加Java培训进入到Java开发领域的小伙伴就随小编一起来学习一下吧。


扣丁学堂Java培训简述C#中如何正确的使用字符串String


言:


C#中提供了比较全面的字符串处理方法,很多函数都进行了封装为我们的编程工作提供了很大的便利。System.String是最常用的字符串操作类,可以帮助开发者完成绝大部分的字符串操作功能,使用方便。


字符串作为所有编程语言中使用最频繁的一种基础数据类型。如果使用不慎,将会造成不必要的内存开销,为此而付出代价。



而要优化此类型,从以下两点入手:


1、尽量少的装箱

2、避免分配额外的内存空间



先从第一点装箱的操作说起,查看如下代码:


//发生装箱的代码
String boxOperate = "test" + 4.5f;


其中间语言IL代码为如下:


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


不难看出,上述代码发生了装箱的操作(IL代码中的box).装箱之所以会发生性能损耗,因为它要完成如下三个步骤:


1、首先,会为值类型在托管堆中分配内存。除了值类型本身所分配的内存外,内存总量还要加上类型对象指针和同步块索引所占用的内存,

2、将值类型的值复制到新分配的堆内存中。

3、返回已经成为引用类型的对象的地址。



在来看以下代码:


//没有发生装箱的代码
String boxOperate = "test" + 4.ToString();


其中间IL代码如下:


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,并没有发生任何装箱操作,但是达到的结果却是我们想要的。原因是 4.ToString() 这行代码并没有发生装箱行为,是实际调用的是整数型的ToString()方法,其原型如下:


public override string ToString(){
return Number.FormatInt32(m_value, null, NumberFormat.CurrentInfo);
}


可能有人会问,是不是原型中的 Number.Format_XXX方法会发生装箱行为呢?实际上,Number.Format_XXX方法是一个非托管的方法,其原型如下:


[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall), SecurityCritical]
public statuc extern string FormatInt32(int value, string format,NumberFormatInfo info);


它是通过直接操作内存来完成 Int32 到 String 的转换,效率要比装箱高得多。所以,在使用其他值引用类型到字符串得转换比完成拼接时,应当避免使用操作符 “+” 来我完成,而应该使用值引用类型提供得ToString方法。


也许有人会问:即使FCL提供得方法没有发生装箱行为,但在其他情况下,FCL方法内部会不会含有装箱的行为?也许会存在,所以,本人推荐:编写代码中,应当尽量避免发生不必要的装箱代码。



第二个方面:避免分配额外的空间。对于CLR来说,String对象(字符串对象)是个很特殊的对象,它一旦被赋值就不可改变(在内存中)。在运行时调用System.String类中的任何方法或进行任何运算('=‘赋值,'+‘拼接等),都会在内存中创建一个新的字符串对象,这也意味着要为该新对象分配新的内存空间。如以下代码会带来额外开销。


private static void Test(){
String str1 = "aa";
str1 = str1 + "123" + "345";
//以上代码创建了3个String对象,并执行了一次String.Contact方法。
}


而在以下代码中,字符串不会在运行时拼接字符串,而是会在编译时直接生成一个字符串。


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;
//因为str是一个常量,所以该代码等效于 String newStr = "123" + “aa”;
//最终等效于 String newStr = "123aa”;
}


由于使用System.String类会在某些场合带来明显的性能损耗,所以微软另外提供了一个类型StringBuilder来弥补String的不足。


StringBuilder并不会重新创建一个String对象,它的效率源于预先以非托管的方式分配内存。如果StringBuilder没有先定义长度,则默认分配的长度为16。当StringBuilder的长度大于16小于32时,StringBuild又会重新分配内存,使之成为16的倍数。StringBuilder重新分配内存时按照上次的容量加倍进行分配的。注意:StringBuilder指定的长度要合适,太小了,需要频繁分配内存;太大了,浪费内存空间。



以下是例子举例:



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;
}
//以上两种效率都不高效。不要以为前者比后者创建的字符串对象更少,事实上,两者创建的字符串对象相等
//且前者进行了3次的String.Contact方法调用,比后者还多了两次。



要完成上图的运行时的字符串拼接(注意:是运行时),更佳的做法是使用StringBuilder类型,代码如下:



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();
//因为说的是运行时,所以没必要使用以下代码
//StringBuilder sb = new StringBuilder("t");
//sb.Append("e");
//sb.Append("s");
//sb.Append("t");
//return sb.ToString();
}



微软还提供了另外一个来简化这种操作,即使用String.Format 方法。String.Format方法在内部使用StringBuilder 进行字符串格式化,如下代码:



private static String Test6()
{
//为演示,定义4个变量
String a = "t";
String b = "e";
String c = "s";
String d = "t";
return String.Format("{0}{1}{2}{3}", a, b, c, d);
}



结:


在使用String字符串时,应该尽量避免装箱操作和“+”连接操作。



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