C#中使用指標實現高效比較字串的小技巧

      判斷隨機字串之間的是否相等是程式設計中常用的技巧，再C++時代，我們可以通過把字串中每四個位元組轉換為一個int對象，通過int對象一次比較四個字元，從而實現相對高效的字串比較工作。那麼，這個思路在C#中能否是實現呢？答案是肯定的。

在C#中使用上述思想，必須要解決兩個問題，其一是在C#中使用指標，並且指標指向的託管變數位置不能被GC重新分配。其二，託管字串在記憶體中與int或long之間的對應關係。

很多文章中已經詳細描述了在C#中使用指標的方法，本文不再詳細敘述，開啟unsafe開關的方式為，按右鍵解決方案目錄——選擇屬性——再Build對話方塊中選中“允許unsafe代碼”選項， 這樣再C#中就可通過unsafe關鍵字標記可以使用指標的地區了。我們知道，被託管的變數由系統隨機分配、回收和調整在記憶體中的位置，因此，指向託管變數的指標可能會由於託管變數被隨機調整而指向錯誤地區。為了保證指標自始至終都能指向同一個託管變數，C#中提供了fixed語句來完成該任務。被標記了fixed的指標，在fixed所標誌的地區中回自始至終的指向改變數，而系統不會對該託管變數進行調整和再分配。代碼如下：

string str="Hello World!";
unsafe
{
fixed (char* ps = str)
{
//該地區中ps始終指向託管字串str

}
}

使用sizeof可以測出，C#中long佔用8個位元組，那麼在上面代碼中如果將ps的前8個位元組強轉為long型，得到的結果是什麼呢？我們利用如下代碼進行測試：
long n=0;
long nLow = 0, nHigh = 0;
string str = "Hello World!";
unsafe
{
fixed (char* ps = str)
{
char* psTemp = ps;

n=*(long*)psTemp;

nLow = n & 0xFFFF; //取最後兩個位元組
nHigh = (n >> 16) & 0xFFFF; //取第3，4個位元組

MessageBox.Show(((char)nLow).ToString() + " " + ((char)nHigh).ToString());

nLow = (n >> 32) & 0xFFFF; //取第5,6個位元組
nHigh = (n >> 48) & 0xFFFF; //取第7,8個位元組

MessageBox.Show(((char)nLow).ToString() + " " + ((char)nHigh).ToString());

}
}
可以看出，上面MessageBox中的輸出分別為H,e和l,l共4個字元，並非我們直觀上認為的8個字元，這是由於在轉換的過程中，每個字元從byte被轉成為一個2個位元組的短整型short而造成的，因此，將字串指標強轉為long以後,該long型變數的值可以表示4個字元，那麼，比較兩個long型對象的值實際上就是在比較這4個字元的值，採用這個思路，實際上實現了做一次比較操作就能同時比較4個字元。

比較兩字串是否相等的代碼如下：
protected bool IsEquals(string str1, string str2)
{
bool bRet = true;
int nC1 = 0, nC2 = 0, nLen = 0;
int i = 0;
if (str1.Length != str2.Length) //長度不相等則字串不相等
{
return false;
}
//長度不是4的倍數則補位

nC1 = ((str1.Length % 4) != 0) ? (4 - str1.Length%4) : 0; //計算補償位
nC2 = ((str2.Length % 4) != 0) ? (4 - str1.Length%4) : 0; //計算補償位
nLen = (nC1 > nC2) ? nC1 : nC2;
for (i = 0; i {
if (i < nC1)
{
str1 += " ";
}
if (i < nC2)
{
str2 += " ";
}
}
unsafe
{
fixed (char* psStr1 = str1) fixed (char* psStr2 = str2)
{
char* psTemp1 = psStr1;
char* psTemp2 = psStr2;

while (i < str1.Length)
{
if (*(long*)psTemp1 != (*(long*)psTemp2)) //一次比較4個字元
{
bRet = false;
break;
}
i += 4;
psTemp1 += 4;
psTemp2 += 4;
}
}
}
return bRet;
}

本文參考了.Net Framework 3.5原始碼中String類的private unsafe static bool EqualsHelper(String strA, String strB)方法

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