C 中如何正確的操作字串？

字串應該是所有程式語言中使用最頻繁的一種基礎資料型別。如果使用不慎，我們就會為一次字串的操作所帶來的額外效能開銷而付出代價。本條建議將從兩個方面來**如何規避這類效能開銷：

1. 確保盡量少的裝箱

2. 避免分配額外的記憶體空間。

第乙個方面：確保盡量少的裝箱

對於裝拆箱，我們應該不陌生，值型別轉換成引用型別即為裝箱，引用型別轉換成值型別即為拆箱。在自己編寫的**中，應當盡可能的避免編寫不必要的裝箱**。裝箱之所以會帶來效能損耗，因為它需要完成下面三個步驟：

• 首先，會為值型別在託管堆中分配記憶體。除了值型別本身所分配的記憶體外，記憶體總量還要加上型別物件指標和同步塊索引所占用的記憶體。

• 然後，將值型別的值複製到新分配的堆記憶體中。

• 最後，返回已經成為引用型別的物件的位址。

下面是一行最簡單的裝箱**

1
object obj = 1;

這行語句將整型常量1賦給object型別的變數obj；眾所周知常量1是值型別，值型別是要放在棧上的，而object是引用型別，它需要放在堆上；要把值型別放在堆上就需要執行一次裝箱操作。

這行語句的il**如下，請注意注釋部分說明：

.locals init (

[0] object

objvalue

) //

以上三行il表示宣告object型別的名稱為objvalue的區域性變數

il_0000: nop

il_0001: ldc.i4.s 9//

表示將整型數9放到棧頂

il_0003: box [mscorlib]system.int32 //

執行il box指令，在記憶體堆中申請system.int32型別需要的堆空間

il_0008: stloc.0

//彈出堆疊上的變數，將它儲存到索引為0的區域性變數中

以上就是裝箱所要執行的操作了，執行裝箱操作時不可避免的要在堆上申請記憶體空間，並將堆疊上的值型別資料複製到申請的堆記憶體空間上，這肯定是要消耗記憶體和cpu資源的。我們再看下拆箱操作是怎麼回事：

請看下面的c#**：

object objvalue = 4
;int value = (int)objvalue;

上面的兩行**會執行一次裝箱操作將整形數字常量4裝箱成引用型別object變數objvalue；然後又執行一次拆箱操作，將儲存到堆上的引用變數objvalue儲存到區域性整形值型別變數value中。

同樣我們需要看下il**：

.locals init (

[0] object

objvalue,

[1] int32 '

value')

//上面il宣告兩個區域性變數object型別的objvalue和int32型別的value變數

il_0000: nop

il_0001: ldc.i4.4//

將整型數字4壓入棧

il_0002: box [mscorlib]system.int32 //

執行il box指令，在記憶體堆中申請system.int32型別需要的堆空間

il_0007: stloc.0

//彈出堆疊上的變數，將它儲存到索引為0的區域性變數中

il_0008: ldloc.0

//將索引為0的區域性變數（即objvalue變數）壓入棧

il_0009: unbox.any [mscorlib]system.int32 //

執行il 拆箱指令unbox.any 將引用型別object轉換成system.int32型別

il_000e: stloc.1

//將棧上的資料儲存到索引為1的區域性變數即value

拆箱操作的執行過程和裝箱操作過程正好相反，是將儲存在堆上的引用型別值轉換為值型別並給值型別變數。

裝箱操作和拆箱操作是要額外耗費cpu和記憶體資源的。那如何避免裝箱和拆箱操作呢？有以下方法：

1. 用泛型集合取代arraylist。

2. 用c#自帶的轉換方法，將值型別轉換為引用型別。

下面我們看下使用泛型和不使用泛型引發裝箱拆箱的情況。

1. 使用非泛型集合時引發的裝箱和拆箱操作

看下面的一段**：

var array = new
arraylist();
array.add(1);
array.add(2);
foreach (int value in
array)
」,value);
}

**宣告了乙個arraylist物件，向arraylist中新增兩個數字1，2；然後使用foreach將arraylist中的元素列印到控制台。

在這個過程中會發生兩次裝箱操作和兩次拆箱操作，在向arraylist中新增int型別元素時會發生裝箱，在使用foreach列舉arraylist中的int型別元素時會發生拆箱操作，將object型別轉換成int型別，在執行到console.writeline時，還會執行兩次的裝箱操作；這一段**執行了6次的裝箱和拆箱操作；如果arraylist的元素個數很多，執行裝箱拆箱的操作會更多。

你可以通過使用ilspy之類的工具檢視il**的box，unbox指令檢視裝箱和拆箱的過程

2. 使用泛型集合的情況

請看如下**：

1
var list = new list();
2 list.add(1
);3 list.add(2);4
5foreach (int value in
list)6"
, value);
8 }

**和1中的**的差別在於集合的型別使用了泛型的list，而非arraylist；我們同樣可以通過檢視il**檢視裝箱拆箱的情況，上述**只會在console.writeline()方法時執行2次裝箱操作，不需要拆箱操作。

可以看出泛型可以避免裝箱拆箱帶來的不必要的效能消耗；當然泛型的好處不止於此，泛型還可以增加程式的可讀性，使程式更容易被復用等等。

但是我們注意到，在使用泛型集合的時候，console.writeline()方法時仍然執行2次裝箱操作。能否將這兩次裝箱操作也優化掉呢？這就使用到了第二個方法，用c#自帶的轉換方法，將值型別轉換為引用型別。如下：

var list = new list();
list.add(1);
list.add(2);
foreach (int value in
list)
", value.tostring()));
}

再檢視il**時可以發現，裝箱操作已經被徹底消除了。它實際呼叫的是整形的tostring方法。tostring方法的原型為：

public
override
string
tostring()

它是通過直接操作記憶體來完成從int到string的轉換，效率要比裝箱高很多。所以，在使用其他值型別到字串的轉換並完成拼接時，應當避免使用操作符「+」來完成，而應該使用值型別提供的tostring方法。

第二個方面：避免分配額外的記憶體空間。

對clr來說，string物件是個很特殊的物件，它一旦被賦值就不可改變。在執行時呼叫system.string類中的任何方法或進行任何運算（如「=」賦值，「+」拼接等），都會在記憶體中建立乙個新的字串物件，這也意味著要為該新物件分配新的記憶體空間。像下面的**就會帶來執行時的額外開銷。

private
static
void
test6()
private
static
void
test7()

由於使用string類會在某些場合帶來明顯的效能損耗，所以微軟另外提供了乙個型別stringbuilder來彌補string的不足。

stringbuilder並不會重新建立乙個string物件，它的效率源於預先以非託管的方式分配記憶體。如果stringbuilder沒有先定義長度，則預設分配的長度為16，當stringbuilder字元長度小於等於16時，stringbuilder不會重新分配記憶體。當stringbuilder字元長度大於16時小於32時，stringbuilder又會重新分配記憶體，使之成為16的倍數。在上面的**中，如果預先判斷字串的長度將大於16，則可以為其設定乙個更加合適的長度。

微軟還提供了另外乙個方法來簡化這種操作，即使用string.format方法。string.format方法在內部使用stringbuilder進行字串的格式化。

private
static
void
test9()
private
static
void
test10()
", a, b, c, d));
}

最後總結：如何正確操作字串：

1. 確保盡量少的拆裝箱操作：使用泛型，使用tostring()將值型別轉換為引用型別

2. 避免分配額外的記憶體空間：不用+=, +操作符，使用stringbuilder, string.format()鏈結多個string

《編寫高質量**：改善c#程式的157個建議》

C 中如何正確的操作字串？

C 中如何正確的使用字串String

建議1 正確操作字串

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