C++ string
《C++ string》为题创作C#(.NET)相关文章看似矛盾，但C#中的字符串处理与C++的`std::string`在概念上有相似性，且.NET的字符串设计借鉴了多种语言的优秀特性。本文将深入探讨C#中`string`类型的核心特性、内存管理、操作方法及与C++的对比，帮助开发者更高效地使用.NET字符串。
1. C#中`string`的基本特性
在C#中，`string`是引用类型，表示不可变的Unicode字符序列。这与C++的`std::string`（可变）形成对比，但.NET通过`StringBuilder`类提供了可变字符串的解决方案。
// 声明字符串
string greeting = "Hello, .NET!";
Console.WriteLine(greeting.Length); // 输出12
不可变性意味着每次修改字符串都会创建新对象，这在频繁修改时可能影响性能。例如：
string s = "original";
s += " modified"; // 创建新字符串
Console.WriteLine(s); // 输出"original modified"
2. 字符串的内存管理
.NET的字符串存储在堆上，由垃圾回收器（GC）管理。与C++不同，开发者无需手动释放内存，但需注意大量字符串操作可能触发GC压力。
字符串驻留（String Interning）是.NET的优化机制，相同内容的字符串可能共享内存：
string a = "test";
string b = "test";
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(a, b)); // 可能输出True
可通过`String.Intern`显式驻留字符串：
string c = new string(new char[] {'t', 'e', 's', 't'});
string d = String.Intern(c);
string e = "test";
Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(d, e)); // 输出True
3. 常用字符串操作方法
3.1 拼接与格式化
C#提供多种拼接方式：
// 使用+运算符
string name = "Alice";
string message = "Hello, " + name + "!";
// 使用String.Concat
string combined = String.Concat("Prefix", " ", "Suffix");
// 使用String.Format（C# 6+可用插值字符串替代）
string formatted = String.Format("Value: {0}, Date: {1}", 42, DateTime.Now);
// C# 6+插值字符串
string interpolated = $"Value: {42}, Date: {DateTime.Now}";
3.2 搜索与分割
字符串搜索方法：
string text = "Search this text";
int index = text.IndexOf("this"); // 返回7
bool contains = text.Contains("text"); // 返回True
分割字符串：
string csv = "apple,orange,banana";
string[] fruits = csv.Split(','); // ["apple", "orange", "banana"]
3.3 转换与编码
字符串与其他类型转换：
int number = int.Parse("123"); // 可能抛出异常
int safeNumber = int.TryParse("abc", out int result) ? result : 0;
// 编码转换
string unicode = "中文";
byte[] utf8Bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(unicode);
string fromBytes = Encoding.UTF8.GetString(utf8Bytes);
4. 可变字符串：StringBuilder
当需要频繁修改字符串时，`StringBuilder`更高效：
var sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i 与C++的`std::stringstream`类似，但`StringBuilder`专为字符串操作优化。
5. 正则表达式支持
.NET的`System.Text.RegularExpressions`命名空间提供强大正则功能：
using System.Text.RegularExpressions;
string pattern = @"\d+"; // 匹配一个或多个数字
string input = "Phone: 123-456-7890";
Match match = Regex.Match(input, pattern);
if (match.Success)
{
Console.WriteLine(match.Value); // 输出"123"
}
// 替换
string replaced = Regex.Replace(input, @"\D", ""); // 移除非数字字符
Console.WriteLine(replaced); // 输出"1234567890"
6. 字符串与C++的对比
6.1 可变性对比
C++的`std::string`默认可变：
#include
std::string s = "original";
s += " modified"; // 直接修改原对象
而C#的`string`不可变，修改需创建新对象。
6.2 内存管理对比
C++需手动管理内存或依赖RAII，而C#依赖GC自动回收。
6.3 性能考虑
在循环中拼接字符串时：
// C++高效方式（预留空间）
std::string result;
result.reserve(1000);
for (int i = 0; i 7. 最佳实践
7.1 避免不必要的字符串操作
在循环中避免使用`+`拼接字符串，优先使用`StringBuilder`。
7.2 合理使用字符串驻留
对频繁使用的相同字符串，可手动驻留以减少内存占用：
string key = new string(new char[] {'k', 'e', 'y'});
string internedKey = String.Intern(key);
7.3 注意文化差异
字符串比较和格式化可能受文化设置影响：
string s1 = "straße";
string s2 = "strasse";
bool equal = String.Equals(s1, s2, StringComparison.OrdinalIgnoreCase); // 返回false
// 使用不变文化比较
bool ordinalEqual = String.Equals(s1, s2, StringComparison.Ordinal); // 仍返回false
8. 高级主题：字符串与Span
C# 7.2引入的`Span
string text = "Hello, World!";
ReadOnlySpan span = text.AsSpan();
ReadOnlySpan world = span.Slice(7, 5); // "World"
Console.WriteLine(world.ToString());
适用于高性能场景，避免不必要的内存分配。
9. 字符串与异步编程
异步字符串操作示例：
async Task ReadFileAsync(string path)
{
using (var stream = new FileStream(path, FileMode.Open))
using (var reader = new StreamReader(stream))
{
return await reader.ReadToEndAsync();
}
}
// 调用
string content = await ReadFileAsync("test.txt");
10. 国际化支持
.NET提供丰富的国际化API：
string greeting = "Hello";
CultureInfo.CurrentCulture = new CultureInfo("fr-FR");
string localized = greeting; // 实际需资源文件实现完整本地化
// 数字格式化
double pi = 3.14159;
string formattedPi = pi.ToString("N2", CultureInfo.InvariantCulture); // "3.14"
关键词：C#字符串、.NET字符串、StringBuilder、字符串不可变、字符串驻留、正则表达式、Span
简介：本文全面探讨C#中`string`类型的特性、内存管理、常用操作方法及与C++的对比。涵盖字符串不可变性、StringBuilder高效操作、正则表达式、Span
