C#基础系列之System.String的深入理解

前言

String 是 C# 中的一个非常重要且常用的数据类型，使用频率很高。本文主要讲解 String 的定义、初始化、赋值、整体替换、部分替换、常见方法、比较方式、特殊字符的处理等。

定义和初始化

定义一个 String 变量，可以使用以下语法：

string str;

这样定义的变量不会被初始化，其值是 null。（注意：string 是 C# 中的关键字，表示 String 数据类型）

使用以下语法可以将字符串赋值给 String 变量：

string str = "Hello World!";

如果要定义一个空字符串，可以使用以下语法：

string emptyStr = string.Empty;

在一些需要处理大量字符串的情况下，如果频繁地使用字符串连接操作，会导致大量的内存开销和性能问题。为了避免这个问题，可以使用 StringBuilder 类来代替 String 类。在每次进行字符串连接时，都会创建一个新的 String 对象，并且在垃圾回收时需要清理这些无用对象。而 StringBuilder 类是使用缓冲区来存储字符串，可以在不产生新的 String 对象的前提下进行字符串连接操作，从而提高性能。以下是使用 StringBuilder 类的语法：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Append("Hello");
sb.Append(",");
sb.Append("World");
string result = sb.ToString();

赋值

String 类的值是不可变的，也就是说，一旦某个字符串被赋值给一个 String 变量或常量，那么这个字符串的值就不能改变了。每次对字符串进行操作时，都是生成一个新的字符串。

以下是修改字符串的示例：

string str = "Hello World!";
str = str + " Goodbye!";

在上面的示例中，str 的值被修改了，但是实际上是创建了一个新的字符串，再将它赋值给 str。

字符串常见方法

长度和索引

可以使用 Length 属性获取字符串的长度，使用索引来访问字符串中的某个字符，这里的索引是从 0 开始的。

string str = "Hello World!";
int length = str.Length;  // 获取字符串的长度
char firstChar = str[0];  // 访问字符串的第一个字符

比较字符串

可以使用 == 操作符或 Equals 方法来比较两个字符串是否相同：

string str1 = "Hello";
string str2 = "World";
bool isEqual1 = str1 == str2;  // false
bool isEqual2 = str1.Equals(str2);  // false

另外，还可以比较字符串的大小写，使用 IgnoreCase 参数来忽略大小写。

string str1 = "Hello";
string str2 = "hello";
// 忽略大小写比较
bool isEqual1 = str1.Equals(str2, StringComparison.OrdinalIgnoreCase);  // true
bool isEqual2 = string.Compare(str1, str2, StringComparison.OrdinalIgnoreCase) == 0;  // true

截取字符串

可以使用 Substring 方法来截取字符串，该方法需要两个参数：起始索引和要截取的字符数。

string str = "Hello World!";
string subStr1 = str.Substring(0, 5);  // Hello
string subStr2 = str.Substring(6);  // World!

去除空格

可以使用 Trim 方法来去除字符串两端的空格。

string str = "  Hello World!  ";
string trimmedStr = str.Trim();  // Hello World!

分割字符串

可以使用 Split 方法来将一个字符串分割成多个子字符串，该方法需要一个分隔符参数。

string str = "Hello,World,!";
string[] parts = str.Split(',');  // ["Hello", "World", "!"]

特殊字符的处理

String 类中包含一些特殊的字符，这些字符需要使用特殊的转义序列来处理。

特殊字符	转义序列
\r	\\r
\n	\\n
\t	\\t
\"	\\\"
\'	\\'
\	\\\\

在 C# 中，也可以使用 @"..." 表示字符串字面量，这样就不需要手动处理特殊字符。

// 使用转义序列
string str1 = "Hello\n\tWorld!";
// 使用字符串字面量
string str2 = @"Hello
    World!";

示例说明

示例一：使用 StringBuilder 进行字符串连接

下面的示例演示了如何使用 StringBuilder 进行字符串连接操作。当连接字符串的次数较多时，使用 StringBuilder 可以确保只会创建一个新的字符串对象，而不是每次连接都创建一个新的字符串对象。

using System;
using System.Text;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 100000; i++)
        {
            sb.Append("a");
        }
        string result = sb.ToString();
        Console.WriteLine(result.Length);  // 输出：100000
    }
}

在这个示例中，我们使用了 StringBuilder 类来连接一个 10 万次的字符串。在循环过程中，每次都会将字符 "a" 追加到 StringBuilder 中。最后，使用 ToString 方法将 StringBuilder 转换成一个 String 对象，并输出字符串的长度。

示例二：字符串常用方法的演示

下面的示例演示了 String 类的一些常用方法，包括 Length、Substring、Trim、Split、Replace 等。

using System;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string str = "  Hello, World!  ";
        Console.WriteLine("Length: " + str.Length);  // 输出：18

        string subStr1 = str.Substring(0, 5);
        Console.WriteLine("Substring: " + subStr1);  // 输出：Hello

        string subStr2 = str.Substring(7);
        Console.WriteLine("Substring: " + subStr2);  // 输出：World!

        string trimmedStr = str.Trim();
        Console.WriteLine("Trimmed: " + trimmedStr);  // 输出：Hello, World!

        string[] parts = str.Split(',');
        Console.Write("Parts: ");
        foreach (var part in parts)
        {
            Console.Write(part.Trim() + " ");
        }
        Console.WriteLine();  
        // 输出：Parts: Hello World!

        string replacedStr = str.Replace("Hello", "Goodbye");
        Console.WriteLine("Replaced: " + replacedStr);  // 输出：  Goodbye, World!  
    }
}

在这个示例中，我们使用 String 类的一些常用方法演示了字符串的各种操作。可以看出，对字符串的操作在操作时会生成新的字符串对象，可以通过一些技巧来减少不必要的字符串拼接。