C#中的string

      這篇文章我來總結一些string相關知識。

      System.String類型：平時在編程中對於string的用法應該是特別頻繁的。通常我們會把string,int ,float放在一起比較，由於後面兩個都是實值型別，所以非常想當然的會認為string也會是實值型別，這是錯誤的，string由於自身特殊的原因，它最終屬於參考型別，當然它的最終基類還是Object。字串存放在託管堆上,並不存放在堆棧中。
 
      構造字串：如何來構造一個字串呢？

         第一：既然string屬於參考型別，那麼是否可以用new操作符來產生呢？下面的代碼是錯誤的。
   

String c = new String("aaa");

  

        第二：我們通常的做法是不用new,而是直接賦值。

string a = "aaaa";

  
         產生的部分IL代碼：在產生的IL代碼中並沒有出現newobj操作符，但出現了ldstr：推送對中繼資料中儲存的字串的新對象引用。

     

IL_0001:  ldstr      "aaaa"
IL_0006:  stloc.0

  

      字串駐留池(String Pooling)：公用語言運行庫通過維護一個雜湊表來存放字串，該表稱為字串駐留池。它包含程式中以編程方式聲明或建立的每個唯一的字串的一個引用。因此，具有特定值的字串的執行個體在系統中只有一個。 [應該是應用了單例模式的應用。單例可以參考：老生常談:單件模式],這裡非常謝謝飛林沙的提示,應該是享元模式，同樣可以參考如下文章：老生常談：享元模式

      字串駐留：根據字串駐留池的定義可以看出字串駐留技術的用處。主要目的是減少記憶體開銷和系統開銷，充分利用資源。提供了兩個重要的方法：

         1:String.Intern :檢索系統對指定 String 的引用。如果 str 的值已經留用，則返回系統的引用；否則返回對帶有 str 值的字串的新引用。
         2:String.IsInterned 方法 :檢索對指定 String 的引用。如果 str 位於公用語言運行庫“拘留池”中，則為對它的 String 引用；否則為 nullNothingnullptrnull 引用
 

      字串的不可更改特性：當一個字串建立後，我們就不能對它進行增加長，或者是縮減，也不能修改其中的任何字元。但有朋友可以會問，那為什麼能對字串進行那麼多的操作呢？例如："+"操作符，Substring等等。其實這些操作都會產生一個全新的字串，而不是在原來字串在修改。只要是把操作後的資料賦值給一個新的字串變數，那麼就是產生一個和原字串完全不同的對象。先看下賦值的情況：把一個變數直接賦值給一個新的字串變數，根據上面的理論來看，下面應該會返回false,但實際結果返回的是true,因為在字串駐留的存在。 
            

            string b = "aaa";
            string c = b;         
            Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(b, c));

   

     但是這並不代表b和c是一樣的，我們再看下如下代碼：分別分返回aaa,aaaa,false，既然string屬於參考型別，但為什麼修改c的值後，b的值沒有跟著變呢，這隻因為把字串賦值給另一個字串時，會建立一個全新的String對象。
            

            string b = "aaa";
            string c = b;
            c = b + "a";
            Console.WriteLine(b);
            Console.WriteLine(c);
            Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(b, c));

   

      字串中的"+"操作符：通常我們會對字串進行修改，例如"+"號，表示串連多個字串。但加號會產生非常多的字串，這樣會造成非常多的記憶體開銷和系統開銷，這裡可以利用StringBuilder來解決多字串串連的效能問題。來看下下面的範例程式碼：

            string b = "aaa";
            b = b + "a";
            StringBuilder strb = new StringBuilder();
            strb.Append("aaa");
            strb.Append("a");

 

      IL代碼：由於ConCat操作後會產生全新的對象，而StringBuild是在原對象上修改變數，並不會產生新對象，這樣就會產生效能優勢。上面的代碼只是示範，一般在大量字串拼接時這種效能問題會倍增。

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // 代碼大小       50 (0x32)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] string b,
           [1] class [mscorlib]System.Text.StringBuilder strb)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  ldstr      "aaa"
  IL_0006:  stloc.0
  IL_0007:  ldloc.0
  IL_0008:  ldstr      "a"
  IL_000d:  call       string [mscorlib]System.String::Concat(string,
                                                              string)
  IL_0012:  stloc.0
  IL_0013:  newobj     instance void [mscorlib]System.Text.StringBuilder::.ctor()
  IL_0018:  stloc.1
  IL_0019:  ldloc.1
  IL_001a:  ldstr      "aaa"
  IL_001f:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
  IL_0024:  pop
  IL_0025:  ldloc.1
  IL_0026:  ldstr      "a"
  IL_002b:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
  IL_0030:  pop
  IL_0031:  ret
} // end of method Program::Main

   

      安全字串：如果字串中存放了此比較敏感的資訊，例如使用者的密碼，信用卡資訊之類的，如果此時有非安全的程式碼或者是Unmanaged 程式碼訪問這些字串，這些代碼可以掃描進程的地址空間，訪問包含敏感性資料的字串，以一種非授權的方式來使用這些資料。即使只使用這些字串時間很短，馬上回進行記憶體回收，也是需要一定時間的，而且string本身無法修改的特性，使這些非安全的或者是Unmanaged 程式碼在訪問時會留string的副本在記憶體中。

      FCL解決了這個問題，它就是System.Security.SecureString：表示應保密的文本。文本在使用時出於保密目的被加密，並在不再需要時從電腦記憶體中刪除。無法繼承此類。當你構造一個SecureString對象時，系統會在記憶體中分配一個非託管地區，裡麵包含一個字元數組，裡面的內容均是經常加密的。之所以是非託管空間，就是為了不讓記憶體回收行程來管理。

      System.Security.SecureString實現了IDisposable介面，這樣可以保證在使用完後立即對字串進行銷毀。