N002-认知C#中的字符串

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发布时间：2019-06-24

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本章内容：

字符串基本必备知识的概述

创建字符串

格式化表达式（字符串）

概述：

在C#的开发中我们用到最多的就是字符串了，而我们最容易忽视的也是字符串，所以我们就特意聊聊这个字符串。

首先，在C#中string关键字的映射实际上指向.NET基类System.String。System.String是一个功能非常强大且用途非常广泛的基类。但它不是.NET库中唯一与字符串相关的类。我们首先学习一下System.String的特性，再介绍如何使用其他的.NET库类来处理字符串,特别是System.Text和System.Text.RegularExpressions名称空间中的类。

我们主要研究的内容是：

创建字符串：如果多次修改一个字符串，例如：在显示字符串或将其传递给其他方法或应用程序前，创建一个较长的字符串，String类就会变的效率低下。对于这种情况，应使用另一个类System.Text.StringBuilder（它是专门为了这种情况设计的）。

格式化字符串：格式化表达式使用两个有效的接口IFormatProvider和IFormattable来处理。在自己的类上实现这两个接口，实际上就可以定义自己的格式化字符串，这样，Console.WriteLine()以及类似的类就可以以指定的方式显示类的值。

首先了解下System.String类：

System.String是一个类，专门用来存储字符串。允许对字符串进行许多操作。由于这种数据类型非常重要。C#提供了它自己的关键字和相关的语法来处理字符串。

例如：

使用运算符重载可以连接字符串：

string message1=“Hello”;//此时message1是Hello

message+=”,There”;//此时message1是Hello,There

string message2=message1 +”!”;此时message2是Hello,There！

使用类似于索引器的语法来提取指定的字符：

char char4=message[4];//此时char4返回的是字符“o”

这个类为我们方便完成任务而提供的方法和相关的属性在MSDN上有最新最完整的描述哟：

创建字符串

我们应该知道的是String类是一个功能非常强大的类，它实现许多很有用的方法。但是，String类存在一个问题：重复修改给定的字符串，效率会很低，它实际上是一个不可变的数据类型，一旦对字符串对象进行初始化，该字符串对象就不能改变了。表面上修改字符串内容的方法和运算符实际上创建一个新字符串，根据需要，可以把旧字符串的内容复制到新字符串中。

string qreetingText=”Hello from all the guys at Wrox Press. ” ;

qreetingText +=”We do hope you enjoy this book as much as we enjoyed writing it.”

注释:在执行这段代码的时候，首先会创建一个System.String类型的对象，并把它初始化为文本”Hello from all the guys at Wrox Press. ”。此时.NET运行库会为该字符串分配足够的内存来保存这个文本，完后在设置变量greeingText，表示这个字符串实例。从语法上看，下一行代码是把更多的文本添加到字符串中。实际上并非是这样的，而是创建一个新的字符串实例，给它分配足够的内存，以存储合并的文本。把最初的文本“Hello from all the guys at Wrox Press. “复制到这个新字符串中，再加上额外的文本”We do hope you enjoy this book as much as we enjoyed writing it.“，然后更新存储在变量greetingText中的地址。使变量正确地指向新的字符串对象。而在没有引用的旧的字符串对象-不再有变量引用的时候，下一次垃圾收集器清理应用程序中所有未使用的对象时，就会删除掉它。

下面为了展示一种简单的加密模式，用ASCII码靠后的字符串替代其中的每个字母（标点符号除外）。

string greetingText = "Hello from all the guys at Wrox Press. ";

greetingText += "We do hope you enjoy this book as mush as we enjoyed writing it.";

for (int i = 'z'; i >= 'a'; i--)

{

char old1 = (char)i;

char new1 = (char)(i + 1);

greetingText = greetingText.Replace(old1, new1);

}

for (int i = 'Z'; i >= 'A'; i--)

{

char old1 = (char)i;

char new1 = (char)(i + 1);

greetingText = greetingText.Replace(old1, new1);

}

Console.WriteLine("EnCode:\n" + greetingText);

Console.ReadLine();

注释：代码中没有把Z换成A，也没有把z换成a只是为了简单而已，这些字符分别编码为[和{。

在上面的案例中，greetingText字符串最后是103个字符。调用Replace()就会新分配一个新字符串，一共分配了26次，所以这个案例的加密过程需要在堆上有一个总共能存储2678个字符串对象，最终这个字符会被垃圾收集！显然，如果使用字符串频繁进行文字的处理，应用程序就会遇到严重的性能问题。

因此，Microsoft提供了System.Text.StringBuilder类。StringBuilder类不像String类那样能够支持非常多的方法。仅限于替换、追加或删除字符串中的文本（优点：工作方式高效）。

在使用String类构造一个字符串时，要给它分配足够的内存来保存字符串。然而，StringBuilder类通常分配的内存会比它需要的更多。我们可以选择指定StringBuilder要分配多少内存，但是如果没有指定StringBuilder要分配多少内存，在默认情况下就根据初始化StringBuilder实例时字符串长度来确定内存的大小。

stringBuilder类有两个主要的属性：

Length指定字符串的实际长度。

Capacity指定字符串在分配的内存中的最大长度。

对字符串的修改就在赋予StringBuilder实例的内存块中进行，这就大大提高了追加子字符串和替换单个字符串的效率。删除或插入子字符串仍然效率底下，因为这需要移动随后的字符串。只有执行扩展字符串容量的操作，才需要给字符串分配新内存，才能移动包含的整个字符串。在添加额外容量时候，如果StringBuilder类检测到容量超出，且容量没有设置新值，就会使自己的容量翻倍。

例如：如果使用StringBuilder对象来加密我们的欢迎语：

StringBuilder greetingBuilder = new StringBuilder("Hello from all the guys at Wrox Press. ", 150);

greetingBuilder.AppendFormat("We do hope enjoy this book as much as we enjoyed writing it");

Console.WriteLine("Not Encode:\n" + greetingBuilder);

for (int i = 'z'; i >= 'a'; i--)

{

char old1 = (char)i;

char new1 = (char)(i + 1);

greetingBuilder = greetingBuilder.Replace(old1, new1);

}

for (int i = 'Z'; i >= 'A'; i--)

{

char old1 = (char)i;

char new1 = (char)(i + 1);

greetingBuilder = greetingBuilder.Replace(old1, new1);

}

Console.WriteLine("Encoded:\n" + greetingBuilder);

注意：这段代码使用StringBuilder.Replace()方法，它的功能与String.Replace()一样，不要误会这个Replace是String类中的。并且这段代码中，为StringBuilder类设置的初始容量是150，在这替换期间都不会重新进行分配内存，因为其容量足够用了（StringBuilder实际理论上允许拥有的最大空间是20亿个字符空间）。

StringBuilder成员

我们在创建字符串的时候介绍了StringBuilder类的一个构造函数，它的参数是一个初始字符串以及该字符串的容量。StringBuilder类还有几个其他的构造函数，例如，可以只提供一个字符串：

StringBuilder sb=new StringBuilder(“Hello”);

或者给定一个容量创建一个空的StringBuilder类：

StringBuilder sb=new StringBuilder(20);

我们除了要记住StringBuilder的Length和Capacity属性外，还应该知道只读属性MaxCapacity(表示对给定的StringBuilder实例的容量限制。在默认的情况下，这由int.MaxValue给定，大约是20亿)。但在实际的应用中我们用不到这么大，可以设置成我们实际需要的值，例如：

StringBuilder sb=new StringBuilder(100,500);

还可以显示的设置容量，但是如果把这个值设置为小于字符串的当前长度，或者超出了最大容量的某个值，就会抛出一个异常。

StringBuilder sb=new StringBuilder(“Hello”);

sb.Capacity=100;

StringBuilder类的内容都在下面的MSDN链接中：

注意其中的一些方法还有几种格式的重载方法。

注意：不能把StringBuilder强制转换为String(隐式和显式转换都不行)。如果要把StringBuilder的内容输出为String,唯一的方式是使用ToString()方法。