string和stringbuilder的解剖

 

String和StringBuilder的深刻解析

 

前言：本文出發點是咱們開發的過程當中是否真正的理解stringbuilder的使用，string字符串操做的是如何實現（哈希表），stringbuilder是否設置默認值容量，何時才用stringbuilder。

 

一律念String和stringbulider的理解

 

string是咱們用的最多的類型之一，是一個特殊的引用類型，直接派生於Object，所以它的值儲存在託管堆上。構造一個新字符串的時候，不須要用new。它是」不可變的「。初始化字符串對象後，該字符串對象的長度、內容都是肯定不變的了。能夠思考這個時候，咱們須要更改或者添加字符串，會作一個怎樣的動做呢？

 

   StringBulider由於string的」不可變「，致使屢次修改字符串的時候會損耗性能，.net爲了解決這個問題，提供了動態建立string的方法，以克服string不可變帶來的性能損耗。StringBuilder和String比起來，功能較少，只有基本的屬性和增刪改的方法。可是你知道stringbuilder也有一個固定的容量值嗎？？，注意：StringBulider容量  （默認是16）雖然   StringBuilder   對象是動態對象，容許擴充它所封裝的字符串中字符的數量，可是您能夠爲它可容納的最大字符數指定一個值。此值稱爲該對象的容量，不該將它與當前   StringBuilder   對象容納的字符串長度混淆在一塊兒。例如，能夠建立   StringBuilder   類的帶有字符串「Hello」（長度爲   5）的一個新實例，同時能夠指定該對象的最大容量爲   25。當修改   StringBuilder   時，在達到容量以前，它不會爲其本身從新分配空間。當達到容量時，將自動分配新的空間且容量翻倍。可使用重載的構造函數之一來指定StringBuilder類的容量。如下代碼示例指定能夠將   MyStringBuilder對象擴充到最大25個空白。 StringBuilder MyStringBuilder  =  new   StringBuilder("Hello   World!",   25);   另外，能夠使用讀/寫   Capacity   屬性來設置對象的最大長度。如下代碼示例使用   Capacity   屬性來定義對象的最大長度。  MyStringBuilder.Capacity   =   25;   EnsureCapacity   方法可用來檢查當前   StringBuilder   的容量。若是容量大於傳遞的值，則不進行任何更改；可是，若是容量小於傳遞的值，則會更改當前的容量以使其與傳遞的值匹配。 也能夠查看或設置   Length   屬性。若是將   Length   屬性設置爲大於   Capacity   屬性的值，則自動將   Capacity   屬性更改成與   Length   屬性相同的值。若是將   Length   屬性設置爲小於當前   StringBuilder   對象內的字符串長度的值，則會縮短該字符串。

 

二、爲何說變更影響性能。（string和StringBuilder）

 String：string s = "I am ";s += "Sky";怎麼分配內存的呢？

 

  備註：若是每次都這樣從新分配真實瘋了，.net確定沒有那麼傻了，最起碼要避免下若是兩個string的字符串如出一轍，我是否是不須要分配新的堆，只須要制定一樣的引用就行了呢？下面就出現了一個名詞：字符串留用，CLR初始化的時候會建立哈希表，每構建一個新字符串都會與哈希表匹配，查找是否有相同的字符串，若是匹配，就會返回這個已存在的舊對象，由新變量進行引用。不然，就會建立一個字符串副本添加到哈希表裏，Key就是字符串，Value就是string對象在堆上的地址。

 

是否是全部的都是這樣呢，有什麼特殊狀況嗎？

 

總結New出來的對象是不會記錄在哈希表。

tringBuilder 對象維護一個緩衝區，以便容納新數據的串聯。若是有足夠的空間，新數據將被追加到緩衝區的末尾；不然，將分配一個新的、更大的緩衝區，原始緩衝區中的數據被複制到新的緩衝區，而後將新數據追加到新的緩衝區。

 

 

內部實現原理

 

總結：StringBuffer是可變類，和線程安全的字符串操做類，任何對它指向的字符串的操做都不會產生新的對象。 每一個StringBuffer對象都有必定的緩衝區容量，當字符串大小沒有超過容量時，不會分配新的容量，當字符串大小超過容量時，會自動增長容量。事實是，StringBuilder比string快的緣由是string拼接時產生了中間對象，最終是垃圾。如： string str = "a";str += "b";str += "c";那麼，最終結果是"abc"，但第二行產生了"ab"只是一箇中間對象，是個垃圾。用StringBuilder會避免這種中間對象的產生。那若是我這麼寫呢？ string str ="a"+"b"+ "c";這會比StringBuilder慢嗎？不會。

中間對象的產生纔是影響性能的主要緣由。

 

3、測試案例：

 

  private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

        {

 

            int number =int.Parse( textBox1.Text.ToString());

 

            GetStringTime(number);

            GetStringBulider(number);

 

            GetStringTime1(number);

            GetStringBulider1(number);

        }

 

        /// <summary>

        ///  測試string 性能時間

        /// </summary>

        private void GetStringTime(int number)

        {

            Stopwatch watch = new Stopwatch();

            List< String> li = new List< string>();

            watch.Start();

            string str = "select * from testa inner join 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間";

            for (int i = 0; i < number; i++)

            {

                li.Add(str);    

            }

            watch.Stop();

            label1.Text = watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

 

        }

 

 

        private void GetStringBulider(int number)

        {

            Stopwatch watch = new Stopwatch();

            List<String> li = new List<string>();

            watch.Start();

            StringBuilder strb = new StringBuilder();

            strb.Append("select * from testa inner join dsadfasfsadfa快速排序耗費時間快速排序耗費時間");

            for (int i = 0; i < number; i++)

            {

                li.Add(strb.ToString());   

            }

            watch.Stop();

            label2.Text = watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

       

        }

 

 

        /// <summary>

        ///  測試string 性能時間變化

        /// </summary>

        private void GetStringTime1(int number)

        {

            Stopwatch watch = new Stopwatch();

            List<String> li = new List<string>();

            watch.Start();

            string str = "select * from testa inner join 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間";

            for (int i = 0; i < number; i++)

            {

                str = str+"select * from testa inner join 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間 快速排序耗費時間";

          

            }

            watch.Stop();

            label1.Text =label1.Text+"不變，變化"+  watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

 

        }

 

 

        /// <summary>

        ///  測試stringBulider  變化的性能

        /// </summary>

        /// <param name="number"></param>

        private void GetStringBulider1(int number)

        {

            Stopwatch watch = new Stopwatch();

            List<String> li = new List<string>();

            watch.Start();

            StringBuilder strb = new StringBuilder();

            strb.Append("select * from testa inner join dsadfasfsadfa快速排序耗費時間快速排序耗費時間");

            for (int i = 0; i < number; i++)

            {

                strb.Append("select * from testa inner join dsadfasfsadfa快速排序耗費時間快速排序耗費時間");

   

            }

            watch.Stop();

            label2.Text =label2.Text+"不變，變化"+ watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

 

        }

 

效果圖以下：

 

 

 

 

備註：每圖第一行表示string，第二行表示stringbulider，變化表示str++的意思或append。

四：總結：String 和stringbulider的總體彙總。

1. Sting是恆定的，string部裏的人是可變化的。

2. 對於簡單的字符串鏈接操做，在性能上stringbuilder不必定老是優於string。由於stringbulider對象的建立也消耗大量的性能，在字符串鏈接比較少的狀況下，過分濫用stringbuilder會致使性能的浪費而非節約，只有大量沒法預知次數的字符串操做才考慮stringbuilder的使用。從最後分析能夠看出若是是100行之內根本看不出太大差異。

3. Stringbulider的使用，最好制定合適的容量值，不然優於默認值容量不足而頻繁的進行內存分配操做，是不妥的實現方法。

 

 

 能夠深思，第一咱們對適合的容量值處理了嗎？ 第二，咱們是否是一再提要使用stringbuilder說性能好，可是在100行內的字符操做有分別嗎。

簡單的字符串鏈接操做能夠適度思考下 string.Concat 和 string.join 的使用。（string.concat的裝箱操做）。

 

 

參考文章：

http://www.cnblogs.com/juqiang/archive/2005/04/19/140538.html。

http://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/4042105.html。

http://www.cnblogs.com/heartstill/archive/2011/11/11/2245411.html。

http://www.cnblogs.com/kid-li/archive/2006/10/18/532174.html。

http://www.cnblogs.com/gfwei/archive/2007/03/14/674499.html。

http://www.cnblogs.com/skychen1218/p/3593678.html。

書籍：《你必須知道的.net》什麼是string（345頁）。