20.4　使用StringBuilder类

鉴于String在某些情况下的效率低下问题，例如在循环中改变字符串的值，将产生非常多的中间对象，这些对象将造成存储浪费和效率降低。为了应对这种问题，BCL提供了StringBuilder类用以高效地处理字符串，该类位于System.Text命名空间。StringBuilder类是一种可变字符串，使用StringBuilder类可以在不创建新的对象的情况下改变字符串的值，包括追加、删除、修改等操作。最常用的初始化StringBuilder类的新实例的方式有三种：

❑StringBuilder sb1=new StringBuilder（）；

❑StringBuilder sb2=new StringBuilder（64）；

❑StringBuilder sb3=new StringBuilder（"Hello world！"）；

第一种方式实际上使用了默认容量初始化StringBuilder类的新实例，这个默认的容量为32。容量定义了可存储在当前实例所分配的内存中的最大字符数，如果当前实例中存储的字符数超过了容量值，则StringBuilder对象将分配更多内存来存储它们。默认的字符串值为String.Empty。

将StringBuilder和String类对比，String值的追加操作每次都会分配新的内存，而StringBuilder仅当StringBuilder的对象缓冲区太小以至于无法容纳新数据时才分配内存。因此，当字符串追加操作并不多时，最好还是使用String类。某些情况下，编译器甚至会将多个字符串的联结操作组合到一个操作中。但如果需要任意多次追加字符串，例如在一个循环中，使用StringBuilder类比使用String类性能更高。尽管StringBuilder有着诸多好处，但创建一个StringBuilder实例比创建一个String实例需要花费更多的内存资源，因此使用StringBuilder也是要讲场合的，这一点需要读者注意。

接下来，通过一段示例代码来演示StringBuilder的用法，在示例代码中分别使用StringBuilder类和String类创建一个10 000行的字符串，其中每行包含一个日期字符串，最后将日期中的斜杠"/"替换成"-"符号。我们会分别统计使用两个类各自所需要的时间，以此来比较在多次改变一个字符串的值时这两个类的效率差别。具体请参看代码清单20-10。

代码清单20-10　StringBuilder和String类的效率对比

using System；

using System.Text；

namespace ProgrammingCSharp4

{

class StringSample

{

public static void Main（）

{

const int numberOfLoops=10000；

StringBuilder myBuilder=new StringBuilder（）；

DateTime endDate=DateTime.Now.AddDays（numberOfLoops）；

DateTime theDate=DateTime.Now；

DateTime startTime=DateTime.Now；

const int aproxLengthOfNewString=11*numberOfLoops；

myBuilder.Capacity=aproxLengthOfNewString；

while（theDate＜endDate）

{

myBuilder.AppendLine（theDate.ToShortDateString（））；

theDate=theDate.AddDays（1）；

}

myBuilder.Replace（"/"，"-"）；

string testString=myBuilder.ToString（）；

TimeSpan interval=TimeSpan.FromTicks（DateTime.Now.Ticks-startTime.Ticks）；

Console.WriteLine（

“StringBuilder：花费{0}毫秒追加{1}个字符串，字符串长度为{2}.”，

interval.TotalMilliseconds，numberOfLoops，testString.Length）；

Console.WriteLine（）；

testString=“"；

theDate=DateTime.Now；

startTime=DateTime.Now；

while（theDate＜endDate）

{

testString+=theDate.ToShortDateString（）+"\n"；

theDate=theDate.AddDays（1）；

}

testString.Replace（"/"，"-"）；

interval=TimeSpan.FromTicks（DateTime.Now.Ticks-startTime.Ticks）；

Console.WriteLine（

“String：花费{0}毫秒追加{1}个字符串，字符串长度为{2}”，

interval.TotalMilliseconds，numberOfLoops，testString.Length）；

Console.WriteLine（）；

}

}

}

为了让结果更准确，我们运行了3次，如下是这3次的运行结果：

第一次运行：

StringBuilder：花费46.875毫秒追加10000个字符串，字符串长度为109588.

String：花费4656.25毫秒追加10000个字符串，字符串长度为99588

第二次运行：

StringBuilder：花费46.875毫秒追加10000个字符串，字符串长度为109588.

String：花费4765.625毫秒追加10000个字符串，字符串长度为99588

第三次运行：

StringBuilder：花费62.5毫秒追加10000个字符串，字符串长度为109588.

String：花费4671.875毫秒追加10000个字符串，字符串长度为99588

可见，此时StringBuilder的工作效率达到了String的近100倍。因此基于性能考虑，在循环中操作字符串的追加操作时，应该使用StringBuilder代替String。