c# - StringBuilder 在 C# 内部是如何工作的？

Question

StringBuilder 是如何工作的？

它在内部做什么？它使用不安全代码吗？为什么它这么快(与 + 运算符相比)？

Answer 1

当您使用 + 运算符构建字符串时:

string s = "01";
s += "02";
s += "03";
s += "04";

然后在第一次连接时，我们创建一个长度为 4 的新字符串，并将“01”和“02”复制到其中——复制了四个字符。在第二次连接中，我们创建了一个长度为 6 的新字符串，并将“0102”和“03”复制到其中——复制了六个字符。在第三个 concat 中，我们创建了一个长度为 8 的字符串，并将“010203”和“04”复制到其中——复制了 8 个字符。到目前为止，这个八字符的字符串总共复制了 4 + 6 + 8 = 18 个字符。继续前进。

...
s += "99";

在第 98 次连接中，我们创建了一个长度为 198 的字符串，并将“010203...98”和“99”复制到其中。这给了我们总共 4 + 6 + 8 + ... + 198 = 很多，才能组成这个 198 个字符的字符串。

字符串生成器不会进行所有复制。相反，它维护一个可变数组，希望它比最终字符串大，并在必要时将新内容填充到数组中。

当猜测错误并且数组已满时会发生什么？有两种策略。在以前版本的框架中，字符串生成器在数组变满时重新分配并复制数组，并将其大小加倍。在新的实现中，字符串生成器维护一个相对较小数组的链表，并在旧数组变满时将一个新数组附加到列表的末尾。

此外，正如您所猜测的，字符串生成器可以对“不安全”代码进行一些操作以提高其性能。例如，将新数据写入数组的代码可能已经检查了数组写入是否在范围内。通过关闭安全系统，它可以避免抖动可能插入的每次写入检查，以验证对阵列的每次写入都是安全的。字符串构建器使用了很多这样的技巧来做一些事情，比如确保缓冲区被重用而不是重新分配，确保避免不必要的安全检查，等等。我建议不要使用这些恶作剧，除非您真的很擅长正确编写不安全的代码，并且确实需要勉强维持最后一点性能。