第20章　字符串与正则表达式

本章开始学习字符串和正则表达式，对于要学习字符串（string）这个“简单”类型，可能有些读者会心存疑惑，因为字符串是平时使用的非常多的一种类型，可能大家对它已经比较熟悉了，觉得它本身很简单，实际上string是个挺“复杂”的类型，它提供了非常多的功能，故而本章使用了专门的篇幅来介绍字符串类型。

正则表达式大家可能接触得不多，但它确实是很有用的类型，多用于字符串处理。正则表达式是一个非常强大的工具，在很多领域都有着广泛的应用。需要注意的是，正则表达式虽然重要，但学习起来有一定的难度，建议读者一定要认真阅读的同时勤于动手练习，只有实践与理论相结合才能真正地理解和掌握正则表达式。好了，我们开始吧！

20.1　理解字符串

❑在BCL中，字符串使用类String来表示，小写形式的string是C#语言中的数据类型，string类型对应CTS中的System.String类型。

❑字符串是Char类型的字符数组。

❑字符串是引用类型，它的值位于堆上。

❑字符串变量一旦赋值，它的值就不再能够改变，因此字符串对象是不变对象。

❑运算符==和!=运算符比较的是string对象的值，而不是引用。实际上是因为String重载了==和!=运算符，如下所示：

public static bool operator==（string a，string b）

{

return Equals（a，b）；

}

public static bool operator!=（string a，string b）

{

return!Equals（a，b）；

}

❑如果要改变一个字符串的值，因为字符串是不变类型，因此结果都是生成一个新的字符串对象，其值为新的字符串值，指向原字符串变量的指针改为指向新的字符串对象。

❑如果在一个循环中改变字符串值，或者合并多个字符串的值，那么由于每次都会创建新的字符串对象，因此会产生许多临时的中间字符串对象，这十分影响性能和执行效率，并造成资源浪费。

图　20-1　改变字符串的值

在图20-1中，str1字符串变量的值原来为"ab"，当把它的值改变为"cde"时，CLR就会创建一个新的字符串对象，它包含值"cde"，并将str1指向新的对象。由于没有变量再指向旧的对象，因此，它会在某个时候被垃圾回收机制清理掉，以回收它所占用的内存资源。

为了提高性能和保证执行效率，.NET Framework维护了一个字符串池，也称为“暂存池”或者“常量池”（string interning pool），用以对使用过的字符串进行缓存。其工作机制为：当为字符串类型的变量赋值时，此值同时被放入一个称为“暂存池”的地方，在以后需要创建新的字符串时，CLR会首先检查池中是否存在具有相同值的字符串对象，如果存在，就将变量指向池中已经存在的对象，那么旧的对象又得以重用了，这个过程称为“字符串驻留”。实际上，这是一种缓存机制，此机制减少了字符串占用的存储空间，因为有部分字符串可以“复用”，因此就避免了创建新的对象，也就不需要为创建新的字符串而申请更多的内存。注意，这一过程并非任何时候都会执行，如果新创建的字符串值在“暂存池”中无法找到，也就是没有缓存相同值的字符串对象，那么此时CLR将会创建新的String对象。

使用代码来验证“字符串驻留”的过程，让读者可以更直观地看到这一过程的实际存在。在例子中，首先声明一个字符串变量str1，并为它赋值"a"，然后使用"+="运算符联结字符串"a"和"b"，此时应该返回一个新的字符串对象，它具有常量文本值"ab"，那么值为"ab"的字符串对象是否被放入了“暂存池”呢？答案是没有，因为"ab"是属于动态创建的字符串，此时并不执行“字符串驻留”过程，如代码清单20-1所示。

代码清单20-1　字符串驻留

1 using System；

2

3 namespace ProgrammingCSharp4

4{

5 class StringSample

6{

7 public static void Main（）

8{

9 string str1="a"；

10 str1+="b"；

11 IsInterned（str1）；

12//string str2="ab"；

13}

14

15 private static void IsInterned（string str）

16{

17 if（string.IsInterned（str）!=null）

18{

19 Console.WriteLine（“字符串\”{0}\“位于暂存池中”，str）；

20}

21 else

22{

23 Console.WriteLine（“字符串\”{0}\“没有在暂存池中”，str）；

24}

25}

26}

27}

上述代码的运行结果如下：

字符串"ab"没有在暂存池中

请按任意键继续……

由上述代码可知，“字符串驻留”过程并没有执行。接下来把上述代码中第12行的注释去掉，再重新运行一遍试试看，结果如下：

字符串"ab"位于暂存池中

请按任意键继续……

这说明CLR将值为"ab"的对象放入了“暂存池”，虽然为str2变量赋值的语句在判断"ab"是否在“暂存池”语句的后面，“字符串驻留”机制仍然生效了。

因此，“暂存池”缓存字符串对象的原则是：直接出现在代码中的字符串都会被放入“暂存池”，而动态创建的字符串对象并不会被放入。