26.StringBuilder

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发布时间 : 2024-01-31 22:08

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26.面向对象关联知识点-StringBuilder

26.1 知识点

知识回顾

string 是特殊的引用。
每次重新赋值或者拼接时会分配新的内存空间。
如果一个字符串经常改变会非常浪费空间。

StringBuilder的基本概念

StringBuilder 是 C# 提供的一个用于处理字符串的公共类。
主要解决的问题是：修改字符串而不创建新的对象。
需要频繁修改和拼接的字符串可以使用它，会产生较少的垃圾，可以提升性能。
使用前需要引用命名空间 using System.Text;

StringBuilder的初始化直接指明内容

主函数内

// StringBuilder不能直接赋值字符串，要new出来传字符串进去
StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("123123123");
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 123123123

StringBuilder的容量

主函数内

// StringBuilder 本质上还是一个字符数组，只不过用了不同的封装，所以还是有容量的概念
// StringBuilder存在一个容量的问题，每次往里面增加时会自动扩容
// 可以类比我们之前自己做的扩容练习题，声明 stringBuilder1 默认就有一定长度(比如8)，
// 较小的扩容时不用搬家，提升性能

// 获得 StringBuilder 的字符长度 
Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);  // 9，"123123123"长度是9

// 获得 StringBuilder 的容量
Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);  // 16
// 当字符长度仍小于等于16的时候，不会扩容搬家
// 当字符长度仍大于16的时候，扩容搬家，容量会扩大两倍变成32

// new 出 StringBuilder 有个构造重载，传入容量大小，可以构造时就分配一个对应容量的房间，
// 没超过这个容量就不会扩容搬家
StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder("我直接分配了100个房间", 100);

StringBuilder的增删查改替换

主函数内

增

`Append` 方法，`AppendFormat` 方法

stringBuilder1.Append("4444");  // 直接尾部拼接上
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 1231231234444
Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);  // 13
Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);  // 16，没超过容量，未扩容

stringBuilder1.AppendFormat("{0}{1}", 100, 999);  // 逐个在尾部拼接上
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 1231231234444100999
Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);  // 19
Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);  // 32，超过容量，扩容两倍

插入

`Insert` 方法

stringBuilder1.Insert(1, "林文韬");  // 在索引0后1的位置插入字符串
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 1林文韬231231234444100999

删

`Remove` 方法

stringBuilder1.Remove(0, 10);  // 移除掉索引0开始后10位
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 234444100999

查

直接使用索引器 `stringBuilder1[x]` get

Console.WriteLine(stringBuilder1[1]);  // 3

改

直接使用索引器 `stringBuilder1[x]` set

// string 的索引器是只能 get 不能 set，StringBuilder 又能 get 又能 set
stringBuilder1[0] = 'A';
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // A34444100999

替换

`Replace` 方法

// string 要重新赋值，本体不会改，StringBuilder 会直接改 
stringBuilder1.Replace("1", "林");  // 搜索字符串中的字符1变成字符林
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // A34444林00999

清空

`Clear` 方法

stringBuilder1.Clear();  // 清空字符串，变成空字符
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 输出空

重新赋值

`Clear` 方法 + `Append` 方法

stringBuilder1.Clear();
stringBuilder1.Append("林文韬真的帅");
Console.WriteLine(stringBuilder1);  // 林文韬真的帅

判断 StringBuilder 是否和某一个字符串相等

`Equals` 方法

// StringBuilder 重写了 Equals 方法
if (stringBuilder1.Equals("林文韬真的帅"))
{
    Console.WriteLine("相等");  // 相等
}

26.2 知识点代码

using System;
using System.Text;

namespace Lesson24_面向对象相关_StringBuilder
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("StringBuilder");

            #region 知识回顾
            //string是特殊的引用
            //每次重新赋值或者拼接时会分配新的内存空间
            //如果一个字符串经常改变会非常浪费空间
            #endregion

            #region 知识点一 StringBuilder的基本概念

            //C#提供的一个用于处理字符串的公共类 
            //主要解决的问题是：修改字符串而不创建新的对象
            //需要频繁修改和拼接的字符串可以使用它，会产生较少的垃圾，可以提升性能
            //使用前 需要引用命名空间 using System.Text;

            #endregion

            //主函数内

            #region 知识点二 StringBuilder的初始化 直接指明内容

            //StringBuilder不能直接赋值字符串 要new出来传字符串进去
            StringBuilder stringBuilder1 = new StringBuilder("123123123");
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//123123123

            #endregion

            #region 知识点三 StringBuilder的容量

            //StringBuilder本质上还是一个字符数组 只不过用了不同的封装 所以还是有容量的概念
            //StringBuilder存在一个容量的问题，每次往里面增加时 会自动扩容
            //可以类比我们之前自己做的扩容练习题 声明stringBuilder1默认就有一定长度(比如8) 较小的扩容时不用搬家 提升性能

            //获得StringBuilder的字符长度 
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);//9 123123123长度是9

            //获得StringBuilder的容量
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);//16
            //当字符长度仍小于等于16的时候 不会扩容搬家
            //当字符长度仍大于16的时候 扩容搬家 容量会扩大两倍变成32

            //new出StringBuilder有个构造重载 传入容量大小可以构造时就分配一个对应容量的房间房间 没超过这个容量就不会扩容搬家
            StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder("我直接分配了100个房间", 100);

            #endregion

            #region 知识点四 StringBuilder的增删查改替换

            //增 Append方法 AppendFormat方法
            stringBuilder1.Append("4444");//直接尾部拼接上
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//1231231234444
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);//13
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);//16 没超过容量 未扩容
            stringBuilder1.AppendFormat("{0}{1}", 100, 999);//逐个在尾部拼接上
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//1231231234444100999
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Length);//19
            Console.WriteLine(stringBuilder1.Capacity);//32 超过容量 扩容两倍

            //插入 Insert方法
            stringBuilder1.Insert(1, "林文韬");//在索引0后1的位置插入字符串
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//1林文韬231231234444100999 

            //删 Remove方法
            stringBuilder1.Remove(0, 10);//移除掉索引0开始后10位
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//234444100999

            //查 直接使用索引器 stringBuilder1[x] get
            Console.WriteLine(stringBuilder1[1]);//3

            //改 直接使用索引器 stringBuilder1[x] set
            //string的索引器是只能get不能set stringBuilder又能get又能set
            stringBuilder1[0] = 'A';
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//A34444100999

            //替换 Replace方法
            //string要重新赋值 本体不会改 stringBuilder会直接改 
            stringBuilder1.Replace("1", "林");//搜索字符串中的字符1变成字符林
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//A34444林00999

            //清空 Clear方法
            stringBuilder1.Clear();//清空字符串 变成空字符
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//输出空

            //重新赋值 Clear方法 + Append方法
            stringBuilder1.Clear();
            stringBuilder1.Append("林文韬真的帅");
            Console.WriteLine(stringBuilder1);//林文韬真的帅

            //判断StringBuilder是否和某一个字符串相等 Equals方法
            //StringBuilder重写了万物之父的Equals方法
            if (stringBuilder1.Equals("林文韬真的帅"))
            {
                Console.WriteLine("相等");//相等
            }

            #endregion


        }
    }
}

26.3 练习题

请描述 `string` 和 `StringBuilder` 的区别

string 相对 StringBuilder 更容易产生垃圾：
- string 是不可变的，每次对字符串进行修改、拼接、截取等操作都会创建新的字符串对象，导致内存中产生垃圾。
- StringBuilder 是可变的，它使用一个可扩展的字符缓冲区，允许在现有对象的基础上进行修改而不创建新对象，因此更加节省内存。
string 相对 StringBuilder 更加灵活：
- string 提供了许多字符串操作的方法，如 Substring、ToUpper、ToLower 等，使得对字符串的处理更加方便。
- StringBuilder 主要用于频繁的字符串拼接和修改，而提供的方法相对简单，功能相对较少。

如何选择 string 还是 StringBuilder?

需要频繁修改拼接的字符串时，可以使用 StringBuilder。
需要使用 string 独特的方法来处理一些特殊逻辑时，可以使用 string。

如何优化内存

内存优化方面：

少 new 对象，尽量重用：
- 减少对象的创建，尽量重用已有的对象，避免产生过多的垃圾。
合理使用 static：
- 使用 static 关键字定义静态成员，可以使这些成员在整个应用程序生命周期内只有一个实例，减少对象的创建和销毁。
合理使用 string 和 StringBuilder：
- 对于频繁修改的字符串，使用 StringBuilder 而不是 string，以减少不必要的内存开销。

减少垃圾回收（GC）方面：

避免频繁大对象的创建和释放：
- 大对象生命周期结束时，会导致大对象堆内存的回收，频繁的大对象回收可能会影响应用程序性能。
使用对象池：
- 对象池可以缓存并重用对象，避免频繁地创建和销毁对象，减轻垃圾回收的压力。
小心使用终结器（Finalizer）：
- 终结器可能导致对象的延迟回收，增加垃圾回收的不确定性和开销。尽量避免过度使用终结器。

通过合理的内存管理和垃圾回收策略，可以有效优化应用程序的性能和资源利用。

26.4 练习题代码

using System;

namespace Lesson24_练习题
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("string和StringBuilder");

            #region 练习题一 请描述string和stringbuilder的区别

            //1.string相对stringbuilder 更容易产生垃圾 每次修改拼接都会产生垃圾
            //2.string相对stringbuilder 更加灵活 因为它提供了更多的方法供使用
            //如何选择string还是stringbuilder?
            //需要频繁修改拼接的字符串可以使用stringbuilder
            //需要使用string独特的一些方法来处理一些特殊逻辑时可以使用string

            #endregion

            #region 练习题二 如何优化内存

            //根据现在学过的知识回答 以后可以回答更多内容

            //内存优化 从两个方面去解答 
            //1.如何节约内存
            //2.如何尽量少的GC（垃圾回收）

            //具体优化做法
            //少new对象 少产生垃圾
            //合理使用static 
            //合理使用string和stringbuilder

            #endregion
        }
    }
}

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26.StringBuilder

26.面向对象关联知识点-StringBuilder

26.1 知识点

知识回顾

StringBuilder的基本概念

StringBuilder的初始化 直接指明内容

StringBuilder的容量

StringBuilder的增删查改替换

增

Append 方法，AppendFormat 方法

插入

Insert 方法

删

Remove 方法

查

直接使用索引器 stringBuilder1[x] get

改

直接使用索引器 stringBuilder1[x] set

替换

Replace 方法

清空

Clear 方法