.Net高级技术——字符串拘留池(Intern)

一、深入理解字符串的不可变特性

string可以看做是char的只读数组。char c = s[1]

C#中字符串有一个重要的特性：不可变性，字符串一旦声明就不再可以改变。所以只能通过索引来读取指定位置的char，不能对指定位置的char进行修改。如果要对char进行修改，那么就必须创建一个新的字符串，用s. ToCharArray()方法得到字符串的char数组，对数组进行修改后，调用new string(char[])这个构造函数来创建char数组的字符串。一旦字符串被创建，那么char数组的修改也不会造成字符串的变化。

常见疑问：“谁说字符串不可变？string s1 = "abc";s1="123"，s1这不是变了吗”，要区分变量名和变量指向的值的区别：程序中可以有很多字符串，然后由字符串变量指向他们，变量可以指向其他的字符串，但是字符串本身没有变化。字符串不可变性指的是内存中的字符串不可变，而不是变量不变。
string s2 = s1;//s2指向s1指向的字符串，而不是s2指向s1，哪怕s1以后指向了其他内存，那么s2还是指向"123"

内存分配分析：

“string s1 = "abc";”这句代码执行完之后，在栈内存中开辟一块内存空间存储字符串变量s1，在堆内存中开辟一块内存空间来存储字符串对象“abc”，字符串变量s1指向字符串对象“abc”，如下图所示：

s1="123";”这句代码执行完之后，在堆内存中再开辟一块内存空间来存储字符串对象“123”，字符串变量s1指向字符串对象“123”，如下图所示：

此时可以看到，字符串变量s1已经指向了新的字符串对象“123”了，字符串对象“abc”已经没有任何的字符串变量指向它了，此时字符串对象“abc”就再也没有用了，当对象一定不再有用的时候GC(垃圾收集器)就可以将对象回收了，所以GC会在一个合适的时机来回收字符串对象“abc”，释放其占用的内存资源。判断一个对象是否一定不再有用的标准就是没有任何的变量指向它。

string s2 = s1; 这句代码执行完之后，在栈内存中开辟一块内存空间存储字符串变量s2，字符串变量s2也指向字符串对象“123”

例子：将字符串中的l替换为i

string s = "hell world!";//字符数组 只读的 不能对其 进行赋值
char[] chars = s.ToCharArray();//得到一个字符数组
chars[1]='i';//修改字符数组的值
s=new string(chars);//生成一个新的字符串
Console.WriteLine(s);
for (int i = 0; i < s.Length; i++)
{
   Console.WriteLine(s[i]);
}
Console.ReadKey();

　　因为字符串是不可变的，所以CLR(CLR是公共语言运行时，Common Language Runtime)可能会将相同值的字符串用同一个实例。程序中大量使用字符串，有不少是重复性的，为了降低内存占用，.Net将代码中声明的字符串放到字符串拘留池中，值相同的字符串共享同一个实例。字符串是不变的。不是所有字符串都在拘留池中，.Net会判断哪些该放。

　　object.ReferenceEquals方法判断两个变量是不是一个实例（同一个对象）

string s1 = "abc";
string s2 = "abc";
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(s1,s2));

动态字符串默认是不在字符串拘留池中的

字符串拘留池测试程序：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Drawing;
namespace 字符串拘留池
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //重点1
            //因为有字符串拘留池的存在所以下面的程序有一个string对象
            //string s1 = "孤傲苍狼";
            //string s2 = "孤傲苍狼";
            string s1 = "孤傲苍狼";
            string s2 = "孤傲苍狼";
            if (s1 == s2)//这里比较的是s1和s2的内容是不是一样
            {
                Console.WriteLine("s1==s2的结果是：{0}", s1 == s2);
            }
            //上面的代码产生一个字符串对象
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(s1,s2)的结果是：{0}",object.ReferenceEquals(s1,s2));//这里判断的是s1和s2所指向的对象是不是同一个
            Console.WriteLine("================================================");
            string s3 = "yzk";
            string s4 = "yzk";
            string s5 = new string(s1.ToCharArray());
            //object.ReferenceEquals方法判断两个变量是不是一个实例（同一个对象）
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(s3, s4)的结果是：{0}",object.ReferenceEquals(s3, s4));//true
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(s3, s5)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(s3, s5));//false 
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(s4, s5)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(s4, s5));//false
            Console.WriteLine("================================================");
            string s6 = "abc";
            string s7 = "ab"+"c";
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(s6, s7)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(s6, s7));//true
            //默认只有代码中写的字面才会进入字符串拘留池，动态字符串默认是不在字符串拘留池中的
            string str1 = "abc";//abc就是代码中写的字面
            string a1 = Console.ReadLine();
            string a2 = Console.ReadLine();
            string str2 = a1 + a2;//str2是动态算出来的字符串，
            Console.WriteLine("str1==str2的结果是：{0}",str1==str2);//结果为true
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(str1, str2)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(str1, str2));//结果为false
            //重点2
            //new就一定会创建一个新的对象
            //两个string对象
            string str3 = new string("abc".ToCharArray());
            string str4 = "abc";
            //==是判断内容是否相等
            Console.WriteLine("str3==str4的结果是：{0}", str3 == str4);//结果为true
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(str3, str4)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(str3, str4));//结果为false
            Console.WriteLine("================================================");
            Point p1 = new Point(3, 5);
            Point p2 = new Point(3, 5);
            //==是判断内容是否相等
            Console.WriteLine("p1 == p2的结果是：{0}",p1 == p2);
            //object.ReferenceEquals判断是否是同一个对象
            Console.WriteLine("object.ReferenceEquals(p1, p2)的结果是：{0}", object.ReferenceEquals(p1, p2));
            Console.WriteLine("================================================");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

程序运行结果：

　　string是不变的，因此每次运算都会重新创建一个string对象，例如：s=s+”abc”;，此时将会创建一个新的字符串对象，s指向了新创建的字符串对象

string s1=”a”;
string s2=”b”;
string s3=”c”;
string s4=s1+s2+s3;//s1+s2产生"ab","ab"+s3产生"abc"，所以产生两个字符串

　　大量的字符串相连会产生大量的中间字符串，字符串是对象，对象的产生是慢的，而且会占用大量的内存。所以要避免大量的字符串的连接操作。

　　例如：在for循环中拼接字符串

for(int i=1;i<=1000;i++)
{
    s=s+i.ToString();
}

　　每循环一次，就进行一次字符串拼接运算，那么就会创建一个新的字符串，循环1000次，就会创建1000个字符串，就需要开辟1000块内存空间来存储这些中间字符串，这是非常暂用内存资源的。

　　对象的创建是非常慢和消耗资源的，因此对于需要动态拼接字符串的场合（比如创建SQL语句）用StringBuilder来代替string，StringBuilder内部实现了字符串拼接不会有string的缺陷。