string和stringbuilder的解剖

 

String和StringBuilder的深刻解析

 

前言：本文出发点是咱们开发的过程当中是否真正的理解stringbuilder的使用，string字符串操做的是如何实现（哈希表），stringbuilder是否设置默认值容量，何时才用stringbuilder。

 

一律念String和stringbulider的理解

 

string是咱们用的最多的类型之一，是一个特殊的引用类型，直接派生于Object，所以它的值储存在托管堆上。构造一个新字符串的时候，不须要用new。它是”不可变的“。初始化字符串对象后，该字符串对象的长度、内容都是肯定不变的了。能够思考这个时候，咱们须要更改或者添加字符串，会作一个怎样的动做呢？

 

   StringBulider由于string的”不可变“，致使屡次修改字符串的时候会损耗性能，.net为了解决这个问题，提供了动态建立string的方法，以克服string不可变带来的性能损耗。StringBuilder和String比起来，功能较少，只有基本的属性和增删改的方法。可是你知道stringbuilder也有一个固定的容量值吗？？，注意：StringBulider容量  （默认是16）虽然   StringBuilder   对象是动态对象，容许扩充它所封装的字符串中字符的数量，可是您能够为它可容纳的最大字符数指定一个值。此值称为该对象的容量，不该将它与当前   StringBuilder   对象容纳的字符串长度混淆在一块儿。例如，能够建立   StringBuilder   类的带有字符串“Hello”（长度为   5）的一个新实例，同时能够指定该对象的最大容量为   25。当修改   StringBuilder   时，在达到容量以前，它不会为其本身从新分配空间。当达到容量时，将自动分配新的空间且容量翻倍。可使用重载的构造函数之一来指定StringBuilder类的容量。如下代码示例指定能够将   MyStringBuilder对象扩充到最大25个空白。 StringBuilder MyStringBuilder  =  new   StringBuilder("Hello   World!",   25);   另外，能够使用读/写   Capacity   属性来设置对象的最大长度。如下代码示例使用   Capacity   属性来定义对象的最大长度。  MyStringBuilder.Capacity   =   25;   EnsureCapacity   方法可用来检查当前   StringBuilder   的容量。若是容量大于传递的值，则不进行任何更改；可是，若是容量小于传递的值，则会更改当前的容量以使其与传递的值匹配。 也能够查看或设置   Length   属性。若是将   Length   属性设置为大于   Capacity   属性的值，则自动将   Capacity   属性更改成与   Length   属性相同的值。若是将   Length   属性设置为小于当前   StringBuilder   对象内的字符串长度的值，则会缩短该字符串。

 

二、为何说变更影响性能。（string和StringBuilder）

 String：string s = "I am ";s += "Sky";怎么分配内存的呢？

 

  备注：若是每次都这样从新分配真实疯了，.net确定没有那么傻了，最起码要避免下若是两个string的字符串如出一辙，我是否是不须要分配新的堆，只须要制定一样的引用就行了呢？下面就出现了一个名词：字符串留用，CLR初始化的时候会建立哈希表，每构建一个新字符串都会与哈希表匹配，查找是否有相同的字符串，若是匹配，就会返回这个已存在的旧对象，由新变量进行引用。不然，就会建立一个字符串副本添加到哈希表里，Key就是字符串，Value就是string对象在堆上的地址。

 

是否是全部的都是这样呢，有什么特殊状况吗？

 

总结New出来的对象是不会记录在哈希表。

tringBuilder 对象维护一个缓冲区，以便容纳新数据的串联。若是有足够的空间，新数据将被追加到缓冲区的末尾；不然，将分配一个新的、更大的缓冲区，原始缓冲区中的数据被复制到新的缓冲区，而后将新数据追加到新的缓冲区。

 

 

内部实现原理

 

总结：StringBuffer是可变类，和线程安全的字符串操做类，任何对它指向的字符串的操做都不会产生新的对象。 每一个StringBuffer对象都有必定的缓冲区容量，当字符串大小没有超过容量时，不会分配新的容量，当字符串大小超过容量时，会自动增长容量。事实是，StringBuilder比string快的缘由是string拼接时产生了中间对象，最终是垃圾。如： string str = "a";str += "b";str += "c";那么，最终结果是"abc"，但第二行产生了"ab"只是一个中间对象，是个垃圾。用StringBuilder会避免这种中间对象的产生。那若是我这么写呢？ string str ="a"+"b"+ "c";这会比StringBuilder慢吗？不会。

中间对象的产生才是影响性能的主要缘由。

 

3、测试案例：

 

  private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

        {

 

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

 

            GetStringTime(number);

            GetStringBulider(number);

 

            GetStringTime1(number);

            GetStringBulider1(number);

        }

 

        /// <summary>

        ///  测试string 性能时间

        /// </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 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间";

            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快速排序耗费时间快速排序耗费时间");

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

            {

                li.Add(strb.ToString());   

            }

            watch.Stop();

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

       

        }

 

 

        /// <summary>

        ///  测试string 性能时间变化

        /// </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 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间";

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

            {

                str = str+"select * from testa inner join 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间 快速排序耗费时间";

          

            }

            watch.Stop();

            label1.Text =label1.Text+"不变，变化"+  watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

 

        }

 

 

        /// <summary>

        ///  测试stringBulider  变化的性能

        /// </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快速排序耗费时间快速排序耗费时间");

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

            {

                strb.Append("select * from testa inner join dsadfasfsadfa快速排序耗费时间快速排序耗费时间");

   

            }

            watch.Stop();

            label2.Text =label2.Text+"不变，变化"+ watch.ElapsedMilliseconds.ToString();

 

        }

 

效果图以下：

 

 

 

 

备注：每图第一行表示string，第二行表示stringbulider，变化表示str++的意思或append。

四：总结：String 和stringbulider的总体汇总。

1. Sting是恒定的，string部里的人是可变化的。

2. 对于简单的字符串链接操做，在性能上stringbuilder不必定老是优于string。由于stringbulider对象的建立也消耗大量的性能，在字符串链接比较少的状况下，过分滥用stringbuilder会致使性能的浪费而非节约，只有大量没法预知次数的字符串操做才考虑stringbuilder的使用。从最后分析能够看出若是是100行之内根本看不出太大差异。

3. Stringbulider的使用，最好制定合适的容量值，不然优于默认值容量不足而频繁的进行内存分配操做，是不妥的实现方法。

 

 

 能够深思，第一咱们对适合的容量值处理了吗？ 第二，咱们是否是一再提要使用stringbuilder说性能好，可是在100行内的字符操做有分别吗。

简单的字符串链接操做能够适度思考下 string.Concat 和 string.join 的使用。（string.concat的装箱操做）。

 

 

参考文章：

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。

书籍：《你必须知道的.net》什么是string（345页）。