C#中的char、string和StringBuilder的使用详解

char 字符

char代表一个unicode字符，它是system.char的别名

char somechar = 'a';//定义了一个字符
char newline= '\n';//这是一个换行符

system.char定义了一组静态方法：

• toupper 将指定的字符转换为等效的大写形式
• tolower 将指定的字符转换为等效的小写形式
• iswhitespace 判断指定的字符是否为空白字符
• ……

例子：

console.writeline(char.toupper('c'));//输出的是一个大写的c
console.writeline(char.tolower('c'));//输出的是还是它自己
console.writeline(char.toupper('c'));//输出的是还是它自己
console.writeline(char.tolower('c'));//输出的是一个小写的c
console.writeline(char.iswhitespace('c'));//输出为false
console.writeline(char.iswhitespace('\t'));//输出为true
console.writeline(char.iswhitespace(' '));//输出为true

可以通过char或者system.char来调用

例子：

console.writeline(char.toupper('c'));//输出的是一个大写的c
console.writeline(system.char.toupper('c'));//输出的是一个大写的c

现在这边会有一个问题，可能会引起一个bug，就是toupper，tolower会遵循用户的地区设置，例如，char.toupper('i') == 'i'，这句话在土耳其地区设置里就会返回false。

解决办法就是使用culture-invariant版本的方法，总会应用英语的culture

• toupperinvariant
• tolowerinvariant

例子：

//使用固定区域性的大小写规则，不依赖于区域性的设置，以下这两种方式是等价的
console.writeline(char.toupperinvariant('i'));//输出的是大写的i
console.writeline(char.toupper('i', cultureinfo.invariantculture));

char是16bit的，足够代表基本多语言平面的任何unicode字符，如果超出这个范围，那么必须使用surrogate pairs。

string 字符串

• string是system.string的别名
• string是不可变的
• string是字符的序列

如何构建string

例子：

string s1 = "hello";
string s2 = "first line\r\nsecond line";
string s3 = @\\server\fileshare\helloworld.cs;

创建重复字符的字符串

使用string的构造函数创建一个重复指定次数的字符的字符串。

例子：

console.writeline(new string('*', 10));//输出的结果就是**********

可以从char数组构建字符串

例子：

char[] ca = "hello".tochararray();
string s = new string(ca);

tochararray的作用正好相反，把字符串转成字符数组。

string的构造函数也被重载用来接收各种（不安全的）指针类型，目的是从像char*这样的类型创建字符串。

null 和 空string

空string的长度是0，通过literal或string.empty静态字段来创建

相等性比较的例子：

string empty = "";
console.writeline(empty == ""); // true
console.writeline(empty == string.empty); // true
console.writeline(empty.length == 0); // true

string可以为null，因为是引用类型

string nullstring = null;
console.writeline(nullstring == null); // true
console.writeline(nullstring == ""); // false
console.writeline(nullstring.length == 0); // nullreferenceexception

静态的string.isnullorempty通常用来判断字符串是否为空或者null，我习惯性使用isnullorwhitespace，这个判断字符串是否为空或者null或者空白的字符。

访问string里的字符

通过索引器

string str = "abcd";
char letter = str[1]; // letter = 'b'

string实现了ienumerable<char>接口，所以可以foreach里面的每个元素

// 分别依次输出字符1 、2 、3
foreach (var item in "123")
{
  console.writeline(item);
}

在string里进行搜索

最简单的方法包括：startswith，endswith和contains。返回的是true或者false。

console.writeline("helloworld.cs".endswith(".cs")); // 返回结果为true
console.writeline("helloworld.cs".contains("world")); // 返回结果为true
console.writeline("helloworld.cs".endswith(".cs")); // 返回结果为false
console.writeline("helloworld.cs".contains("world")); // 返回结果为false

startswith，endswith的重载方法允许你指定一个stringcomparison枚举或一个cultureinfo对象，以便控制大小写和区域文化的敏感性，默认使用当前本地化的区域设置（locale），并且区分大小写。

console.writeline("helloworld.cs".startswith("hello", stringcomparison.invariantcultureignorecase)); // 返回结果为true

contains没有提供类似的重载方法，但是你可以使用indexof方法，它会返回给定字符/子字符串在被搜索字符串里的首个位置。

同时，indexof提供了重载方法，它可以接收一个起始位置参数（开始搜索的索引值），以及一个stringcomparison枚举

console.writeline("abcde".indexof("cd")); // 结果为2
console.writeline("abcde abcde".indexof("cd", 6, stringcomparison.currentcultureignorecase)); // 结果为8

lastindexof，它和indexof类似，但是它是反向搜索

indexofany，它会返回一组字符里任意一个元素的第一个匹配的位置。

console.writeline("abc,de f".indexofany(new char[] { ' ', ',' })); // 结果为3
console.writeline("sdgp5jesu5fa9afe0".indexofany("0123456789".tochararray())); // 结果为4

lastindexofany，功能类似，方向相反

操纵或者控制 string

因为string是不可变的，所以所有操纵string的方法返回的都是一个新的string，原来的string是原封不动的。

substring，会抽取字符串的一部分出来。

string left3 = "12345".substring(0, 3); // 结果就是123
string mid3 = "12345".substring(1, 3); // 结果为234
//如果忽略长度，那么就从起始位置一直到字符串的最后
string end3 = "12345".substring(2); // 结果为345

insert、remove，在指定的位置插入、移除字符串。

string s1 = "helloworld".insert(5, ","); // 结果为hello,world
string s2 = s1.remove(5, 1); // 结果为helloworld

padleft、padright，会使用指定的字符（没有指定就是空格）填充string，以达到指定的长度（如果string原本长度就长于指定的长度，那么它就不变）。

console.writeline("12345".padleft(10, '*')); // 输出结果就是*****12345
console.writeline("12345".padleft(10)); // 输出结果就是   12345

trimstart，trimend从开始或结尾移除指定的字符（默认是空白符：空格，tab，换行以及unicode里相应的变种）。

trim，会把开始和结尾的空白字符都移除。

console.writeline("  abc \r\n ".trim().length); // 结果为3

replace，替换所有指定的字符/字符串，（非重叠的）。

console.writeline("hello world".replace(" ", " | ")); // 结果为hello | world
console.writeline("hello world".replace(" ", "")); // 结果为helloworld

toupper，tolower，返回string的大/小写等等效形式。默认情况下也遵循用户当前的语言设定，与上面的char的方法一样，不再赘述。

拆分、合并字符串

split方法可以拆分字符串。

• 默认使用空格作为分隔符
• 重载方法可以接收param字符数组，或string作为分隔符
• 可选接收stringsplitoptions枚举作为参数，有个选项可以移除空的字符串
  

string[] words = "my name is bob".split();
//打印结果依次输出my name is bob四个单词
foreach (var item in words)
{
  console.writeline(item);
}
string[] split1 = "123-abc".split('-');
//打印结果依次输出123和abc两个字符串
foreach (var item in split1)
{
  console.writeline(item);
}
string[] split2 = "123-abc-".split(new char[] { '-' }, stringsplitoptions.removeemptyentries);
//打印结果依次输出123和abc两个字符串，最后一个空项会被移除
foreach (var item in split2)
{
  console.writeline(item);
}

join（静态）方法，功能与split相反，用于合并成一个字符串，它需要一个分隔符和字符串数组。

string[] words = "my name is bob".split();
console.writeline(string.join(",", words)); // 输出结果为一个字符串my,name,is,bob

concat（静态）方法，和join类似，但是只接收params string数组作为参数，无需分隔符。和+的效果一样，起始编译器就是把它翻译成+。

string str1 = string.concat("hello", "world"); // 结果为helloworld
string str2 = "hello" + "world"; // 结果为helloworld

string.format 和 复合格式的string

format（静态）方法，提供了一个方便的方式来构建嵌入变量的字符串，嵌入的变量/值可以是任何类型，format会调用它们的tostring方法。

含有嵌入变量的string就叫做复合格式string（composite format string）。

当你调用string.format的时候，你就得传入一个复合格式string，后边跟着它里面嵌入的这些变量。

string composite = "ab{0}cd{1}e";
console.writeline(string.format(composite, "123", 456)); // 结果为ab123cd456e

大括号里的每个数字都叫做格式化项（format item），数值对应参数（argument）的位置，并且后边可以跟着：

• 一个逗号，和一个要应用的最小宽度（通常用来对齐列，负数表示左对齐，正数表示右对齐）
• 一个冒号，和一个格式化字符串（format string）

string composite = "name={0, -20} credit limit={1,15:c}";
console.writeline(string.format(composite, "bob", 500));
console.writeline(string.format(composite, "elizatech", 20000));

结果如下：

从c#6开始，你可以使用字符串插值的方式（interpolated string literals）。

int value = 32;
console.writeline($"abc{value}"); //结果为abc32

比较 string

在.net里，用来比较两个string的概念有两个：

• 相等性比较，equality
• 顺序比较，order

相等性比较就是测试两个字符串实例在语义上是否相等。而顺序比较是指在正序倒序排列的时候，谁应该出现在前面。

相等性比较不是顺序比较的子集。

对于字符串相等性的比较来说，可以使用：

• == 运算符
• string的某个equals方法（这种方式有很多选项）

上述两种方式还有一个重要的差别就是，如果string变量转换成了object对象，那么==运算符就不再可靠了。

对于字符串的顺序比较来说，可以使用：

• 实例的compareto方法
• 静态的compare和compareordinal方法。第一个值在第二个值的后边，返回正数，第一个值在第二个值的前边，返回负数，两个值并列，返回0。

序数 vs 文化 比较（ordinal vs culture comparison）

有两个基本的算法用来做string比较：

• ordinal
• culture-sensitive

ordinal比较，会把字符解析成数字（根据它们的unicode数值），例如：a 是 u+0041，a 是 u+0061。

culture-sensitive比较，通过引用特定的字母表来解析字符。

两个常用或者特殊的culture：

• 当前的culture
• invariant culture

对于相等性比较而言，ordinal和culture-specific算法都有用。而对于顺序比较来说，更倾向于culture-specific比较（文化相关的），按字母表对string进行排序，所以肯定需要一个字母表。

ordinal依赖于unicode的code point数值，英文字母正好是字母表的顺序，不知道是这么设计的还是巧合。

例子：

如果考虑大小写，对一下三个字符串排序：

"ada", "tom", "ada"

invariant culture算法的排序结果是："ada", "ada","tom"

invariant culture算法封装了字母表，并且认为大写字母所对应的小写字母是相邻的（aabbcc…）。

ordinal算法的排序结果是："ada","tom", "ada"

ordinal算法里，大写字母都在前面，小写字母都在后面（a…z，a…z）。

尽管ordinal算法有一定限制，但是==运算符在进行string相等性比较的时候，总会考虑ordinal大小写。实例版的string.equals方法如果不传参数的话，效果也是一样，这就是string类型的默认的相等性比较行为。

ordinal算法被string的==和equals函数选择，是因为它的高效和确定性。

下面这两个方法可以设定是否考虑culture和大小写进行string比较：

public static bool equals(string a, string b, stringcomparison comparisontype);
public bool equals(string value, stringcomparison comparisontype);

静态版本的方法优势在于：如果两个字符串有null的情况，那么仍然可以正常工作。

stringcomparison有哪些值呢：

下面我们来看几个例子：

console.writeline("hello" == "hello" ); // false
console.writeline(string.equals("hello", "hello", stringcomparison.ordinalignorecase)); // true

console.writeline("u" == "ü"); // false
console.writeline(string.equals("u", "ü", stringcomparison.currentculture)); // ?

string排序比较，string的示例方法是compareto，会执行culture相关的、大小写相关的排序比较。与string的相等性比较不同，compareto没有使用ordinal比较算法，对于排序来说，culture敏感的算法更有用。

方法的定义：

public int compareto(string strb);

compareto实例方法实现了泛型icomparable接口，该接口在.net里面是一个标准的比较协议。

而对于其它类型的比较，可以使用静态的compare和compareordinal方法。

所有的排序比较方法都会返回一个：正数/负数/0

第一个值在第二个值的后面，返回正数；第一个值在第二个值的前面，返回负数；两个值并列，返回0。

console.writeline("base".compareto("auto")); // 返回1
console.writeline("base".compareto("base")); // 返回0
console.writeline("base".compareto("china")); // 返回-1
console.writeline("base".compareto("base")); // 返回-1
console.writeline(string.compare("base", "base", true)); // 返回0

cultureinfo 对象

使用cultureinfo对象，就可以插入任何一个字母表

cultureinfo这个类是定义在system.globalization命名空间下的

cultureinfo german = cultureinfo.getcultureinfo("de-de");
console.writeline(string.compare("müller", "muller", false, german)); // 返回结果是1

stringbuilder

stringbuilder类（system.text命名空间）代表的是可编辑或者叫可改变的字符串

使用stringbuilder，你可以append追加、insert插入、remove移除和replace替换子字符串，而不用替换整个stringbuilder。

stringbuilder的构造函数可可以接收一个初始化的string值，以及内部容量的初始大小（默认是16字符）。如果超过了这个大小，stringbuilder会自动重新改变其内部结构的大小（轻微的性能损耗）以适应最大容量（默认是int.maxvalue）。

appendline，会执行append动作，区别在于此操作会自定添加一个换行（windows环境下是"\r\n"）。

stringbuilder stringbuilder = new stringbuilder();
stringbuilder.append("123");
stringbuilder.append("456");
console.writeline(stringbuilder.tostring()); // 结果为123456
stringbuilder.appendline("789");
console.writeline(stringbuilder.tostring()); // 结果是123456789后面换行了
stringbuilder.appendline("abc");
console.writeline(stringbuilder.tostring());

appendformat，接收一个复合格式字符串，和string.format一样。

stringbuilder还有一个length属性，获取长度的属性。

stringbuilder还有一个索引器，用来读取每个字符的可写的索引器。

想要清除stringbuilder的内容，可以初始化一个新的stringbuilder，或者把length属性设为0。但是把stringbuilder的length属性设为0并没有缩小它的容量，它占用的内存大小是不变的，想要释放内容，必须要new一个，而且要保证原来的示例可以被gc。

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