.Net 框架程序设计（5）

1 认识string

字符串是我们编程中使用最多的类型之一，在C#语言中它作为基元类型。从继承性上来说，string直接继承自object，它是一个引用类型，总是分配在托管堆中，但是它的行为表现的却有着值类型的特性，比如它可以不用new去构建对象，而可以直接赋值的方式；作为函数的引用类型参数，在函数内的操作不会影响到形参等等。

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
public string s = "hello";
Printing (s);
Console.WriteLine(s);
}

}

public static void Printing(string ss)
{
ss = "hello world";
Console.WriteLine(ss);
}

在上面的代码中声明了一个字符串变量s，对变量直接进行了赋值s
= "hello"，而没有使用创建引用类型的方式s= new string("hello")，我们用ILDasm.exe去查看生成的IL代码，会发现在创建引用类型对象时使用的newobj并没有出现，取而代之的是一个新指令ldstr，它从元数据中获取一个文本常量来构建一个string对象，CLR通过这种方式来优化对string类型的操作。紧接着Printing函数会被调用，它接收一个string对象，按照我们对引用类型变量的理解，Printing函数在内部对string对象的修改会影响外部的string对象，但运行结果并没有像我们想的那样，外部的对象并没有发生变化，而这正好印证了上面所说的string通过特殊的语法去创建对象。在调用Printing函数时如下示意图所示：在Printing函数内部发生了如下的变化：



通过对上面的示意图我们不难理解函数的输出。

2 字符串恒定性

字符串是恒定的，在创建后就不会在变化，这是string一个很重要的特性。考虑如下代码：
string s ="hello world";
Console.WriteLine(s.ToUpper().Substring(1,2));
Console.WriteLine(s);
在输出的第一行我们对字符串做了一些操作，但是这些操作并没有更改s的值，在第二行的输出中仍然是hello world。在对s的操作中，每次的操作都会创建一个新的string对象，原有的s并没有改变，这就是字符串的恒定性。
这个特性为string类型带来了一些好处同时也带来了一些性能上的损失，好处是在不用锁定的情况下就可以在多个线程间操作而不用同步；坏处是对字符串的操作产生了大量的临时对象，这些对象会加剧垃圾收集器的收集工作，对性能有一定的影响。

3 字符串的驻留

因为字符串的恒定性，在作为函数参数或其他一些拷贝操作时都会产生一个全新的副本，这对内存是一个极大的浪费；同时字符串的比较也是一个费时的操作，它要比较字符串中对应位置的每一个字符。为了解决上述的问题，CLR在内部维护一个哈希表，将字符串作为键，将该字符串在托管堆中的引用作为值。当创建一个字符串的时候，CLR会首先在这个哈希表中去查找对应的键是否存在，如果不存在，就创建一个该字符串的副本，把该副本存储在哈希表中，并返回一个该副本的引用；如果存在和创建的字符串相同的键，则直接返回该键对应的值（字符串的引用）。
保存在哈希表中的字符串不受垃圾收集器的管理，也就是说只有在程序域被卸载的时候，这个哈希表才会被释放。
对动态创建的字符串，CLR并没有选择留用，我们可以用string的静态方法Intern来实现强制的留用。如下的代码：

string s1 = "hello";
string s2 = "hello";
bool b = object.ReferenceEquals(s1, s2);
Console.WriteLine("s1和s2是否具有相同的引用："+b);
string s3 = "hello world";
string s4 = s1 + " world";
bool b1 = object.ReferenceEquals(s3, s4);
Console.WriteLine("s3和s4是否具有相同的引用：" + b1);
Console.WriteLine("s3和s4是否具有相同的值：" + s3.Equals(s4));
string s5 = string.Intern(s4);
b1 = object.ReferenceEquals(s3, s5);
Console.WriteLine("s3和s5是否具有相同的引用：" + b1);

输出如下：
1和s2是否具有相同的引用：True
s3和s4是否具有相同的引用：False
s3和s4是否具有相同的值：True
s3和s5是否具有相同的引用：True

4 字符串池

编译源代码时，文本常量会被嵌入到元数据中，这样就会导致相同的字符串会被多次的嵌入到元数据中，增大了生成模块的容量。为了解决这个问题，C#编译器把字符串写入一次后，在后面的代码中出现相同的，则只是对写入字符串的一个引用，有效保证了生成模块的容量，这就是字符串池技术。