C#的字符串之String类与StringBuilder类区别于适用场景

一、分清楚值类型与引用类型

正确理解值类型与引用类型，可以更好的帮助软件开发人员写出性能更好且正确稳定运行的程序：

**C#值类型与引用类型区别**
区别	值类型	引用类型
定义	所有继承自【System.ValueType】类型的都是值类型（valueType继承自System.Object），如常见基础数据类型【byte，short，int，long，float，double，decimal，char，bool 、enum和 struct】都是值类型	所有不继承【System.ValueType】类型都都是引用类型；对于C#而言所有以【Class】关键字定义的内容都是引用类型；【string、class】都是引用类型
变量赋值	值类型的变量赋值是直接获取到一个真实数据副本；变量与数据是【一对一的关系】互不影响	引用类型赋值只是把对象的引用赋给变量；变量与数据对象是【多对一的关系】相互影响
内存分配	【值类型】变量声明后，不管是否已经赋值，编译器为其在【线程栈】分配【静态内存】，【栈内分配空间大小因变量类型而异】线程栈的空间相对有限，但运行效率比堆高的多	【引用类型】声明一个类时，只在线程栈中分配一小片内存空间用于容纳一个数据对象地址，且此时没有为其分配堆上的数据对象内存空间；只有使用 new 关键字创建一个类的实例时，才会分配堆上的空间，并把堆上空间的地址保存到线程栈上分配的小片空间中
继承结构	【值类型】都继承自【System.ValueType】，它们的比较方法【ValueType.Equals(Object)】实现了【数据内容的比较】	【引用类型】都继承自【System.Object】，它们的比较方法【Object.Equals(Object)】实现的是【引用相等性;等效于调用 Object.ReferenceEquals】 System.Object.Equals 方法 - .NET \| Microsoft Learn
使用场景	【值类型】在内存管理方面具有更好的效率，并且不支持多态，【适合用做存储数据的载体】判断使用值类型依据： ①只用于数据存储； ②永远不可能有子类； ③没有多态行为；	【引用类型】支持多态，【适合用于定义应用程序的行为】 C#面向对象的三大特性（封装、继承、多态）

C#的两种类据类型：值类型和引用类型_c# .value2-CSDN博客文章浏览阅读4.7k次，点赞5次，收藏18次。一、什么是值类型，什么是引用类型概念：值类型直接存储其值，而引用类型存储对其值的引用。部署：托管堆上部署了所有引用类型。引用类型：基类为Objcet值类型：均隐式派生自System.ValueType：值类型：byte，short，int，long，float，double，decimal，char，bool 和 struct 统称为值类型。..._c# .value2https://blog.csdn.net/xiaochenXIHUA/article/details/90202915

二、String与StringBuilder都是类属于引用类型

2.1、String类

字符串是用于表示文本字符的顺序集合（即：string或String是表示System.Char字符的顺序集合，且该顺序集合的值是只读的，不可改变,这意味着只要对string对象的每个操作都会创建新的字符串对象，若涉及大量修改则会在内存中存在大量的字符串对象，占用很多内存【字符串可以包含字母、数字或其他符号，在C#中使用英文双引号将字符集合包起来就产生了字符串】）；在内存中一个String类对象的字符串最多容纳10亿个字符，大约2GB的空间；

String 类 (System) | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.string?view=net-9.0

2.1.1、string与String

在C#中，string与String没有区别，string是String的一个别名；而String是Sytem命名空间下的一个类；

string str = "测试字符串";
String strS = "测试字符串";
Console.WriteLine($"string内容是【{str}】___String内容是【{strS}】");

2.1.2、实例化string对象

1、给字符串文本string分配变量

        public static void TestStrObj()
        {
            string str = "测试字符串";
            String strS = "测试字符串";
            Console.WriteLine($"string内容是【{str}】___String内容是【{strS}】");

            string str10 = "ABCDaaddfshafs";
            Console.WriteLine(str10);
            string str11 = "1234567890";
            Console.WriteLine(str11);
            string str12 = "~!@#$%^&*()";
            Console.WriteLine(str12);

            string str2 = "路径：C:\\Users\\Public\\Pictures";
            Console.WriteLine(str2);
            string str3 = @"C:\Users\Public\Pictures";
            Console.WriteLine(str3);


        }

2、调用String类的构造函数

String 构造函数 (System) | Microsoft Learn

        public static void TestStrObj()
        {
            //将字符数组转为字符串
            char[] charArray = {'H','e','l','l','o',' ','W','o','r','l','d' };
            string stra = new string(charArray);
            Console.WriteLine(stra);
            //创建重复字符的字符串
            string strr = new string('H',9);
            Console.WriteLine(strr);

        }

3、通过字符串串联运算符+

        public static void TestStrObj()
        {
            string name = "字符串";
            int num = 3;
            string str = "拼接字符串" + "【你好】" + "CoffeeMilk";
            Console.WriteLine(str);
            string str2 = "当前是：" + DateTime.Now.ToString();
            Console.WriteLine(str2);
            string str3 = $"测试【{name}】【{num}】";
            Console.WriteLine(str3);
        }

4、通过格式化方法转为字符串

        public static void TestStrObj()
        {
            string name = "字符串";
            int num = 3;
            string str = string.Format("这是一个关于{0}格式化的{1}测试", name, num);
            Console.WriteLine(str);
        }

5、通过检索属性方法

 public static void TestStrObj()
        {
            string str = "Today china technology is quilk develop";
            int startIndex = str.IndexOf(' ') + 1;
            string newstr = str.Substring(startIndex,5);
            Console.WriteLine(newstr);

            string[] strArray = str.Split(' ');
            string newstr2 = strArray[1];
            Console.WriteLine(newstr2);

        }

2.1.3、string的适用场景

1、对字符串所做的更改数较小；此时StringBuilder 可能会提供微不足道或没有性能改进 String。

2、执行固定数量的串联操作时，尤其是字符串文本。在这种情况下，编译器可以将串联操作合并为单个操作；

3、在生成字符串时必须执行广泛的搜索操作。类 StringBuilder 缺少搜索方法，例如 IndexOf 或 StartsWith。你必须将 StringBuilder 对象转换为这些操作的对象 String ，这可以抵消使用 StringBuilder的性能优势。

2.2、StringBuilder类

StringBuilder类表示可变字符（char）集合的字符串；这意味着可以直接修改该对象的值（可以通过附加、删除、插入或替换来修改），而不用每次在修改时在内存创建新的对象。其所占的空间会随着内容的增加而自动扩充。

StringBuilder 类 (System.Text) | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.text.stringbuilder?view=net-9.0

2.2.1、StringBuilder的实例化与操作

使用 .NET 中的 StringBuilder 类 - .NET | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/base-types/stringbuilder

如下展示了如何实例化 StringBuilder 类型的对象，及如何对StringBuilder对象执行各种操作（追加、插入、替换、移除）。

需要注意的是StringBuilder的ToString()方法返回的是String类对象。

        public static void TestStrigBuilder()
        {
            //创建一个StringBuilder的对象，且预期可容纳64个字符
            StringBuilder sb = new StringBuilder("这是一个测试",16);

            //直接在该字符串末尾添加新的字符
            sb.Append(new char[] {'A','B','C' });

            //添加格式化的字符串
            sb.AppendFormat("很高兴认识你{0}{1}","Coffee","Milk");

            //显示当前的字符串及其长度
            Console.WriteLine($"【{sb.ToString()}】长度是【{sb.Length}】");

            //给字符串的指定位置插入内容
            sb.Insert(4,"【StringBuilder类】");
           
            //替换
            sb.Replace("测试", "操作");
            Console.WriteLine($"【{sb.ToString()}】长度是【{sb.Length}】");

            sb.Remove(sb.Length-4,4);
            Console.WriteLine($"【{sb.ToString()}】长度是【{sb.Length}】");
        }

概述：如何在 .NET 中设置数字、日期、枚举和其他类型的格式 - .NET | Microsoft Learnhttps://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/base-types/formatting-types#default-formatting-using-the-tostring-method

2.2.2、StringBuilder的适用场景

1、当你期望代码在设计时对字符串进行未知数量的更改（如：使用循环中多次对字符串修改）；

2、你期望对字符串内容进行大量的更改操作；

2.3、String类与StringBuilder类的区别

**String类与StringBuilder类的区别**
特性	String类	StringBuilder类
可变性	不可变（一旦创建了String类字符串，字符串内容就不可更改；每次涉及到该字符串的更改【追加、替换、删除等所有操作】都会生成一个新的字符串对象；原字符串内容不变）	可变（创建了StringBuilder对象后，每次对该对象的字符串内容进行各种更改【追加、替换、删除等所有操作】而不会生成新的对象；非常适合频繁更改字符串内容的场景）
性能	对字符串大量操作会创建大量新字符串对象，浪费内存；导致性能较低	对字符串大量操作也只会对当前对象内操作，不会创建新对象，内存消耗较少，性能较高
适用场景	①对字符串所做的更改数较小； ②操作固定数量字符串文本串联； ③在生成字符串时必须执行广泛的搜索操作	①你期望代码在设计时对字符串进行未知数量的更改； ②你需要对字符串内容进行频繁修改操作；

三、其他学习资料

StringBuilder与String互转 - 盟约 - 博客园https://www.cnblogs.com/huameitang/p/10528646.html

C#中的字符串, String类和StringBuilder类-腾讯云开发者社区-腾讯云https://cloud.tencent.com/developer/article/1861078如何提高C# StringBuilder的性能_51CTO博客_c# stringbuilderhttps://blog.51cto.com/u_14995043/4627471C# String与StringBuilder - 苍 - 博客园https://www.cnblogs.com/cang12138/p/7323709.htmlC# StringBuilder & String vs StringBuilder (with Performance Comparison) in C# .NET | Pro Code Guidehttps://procodeguide.com/csharp/string-vs-stringbuilder-csharp/