字符串类型 .NET 与 char 数组

Question

我已经在这里工作了大约一个月的一些程序，这些程序有很多字符串解析等等。 有人建议我对这些东西使用 char 数组而不是字符串，因为 char 数组更快。 我理解为什么 char 数组很快，但它是什么让字符串类型变慢？ 它实现了什么数据结构，有什么方法可以让它像 char 数组一样快？

Answer 1

最明显的区别是string是不可变的。 所以你不能修改它的一部分，并且需要在每次修改时创建一个全新的副本。

String 本身有一个非常特殊的实现（它是一个可变大小的类）并且没有数组支持。 我看不出为什么对字符串中的char的只读访问应该很慢。

因此，如果要更改字符串的一小部分，则需要使用StringBuilder或char[] 。 由于StringBuilder有额外的验证和间接，这两个char[]更快/更快。 但由于这是一个实现细节，自从我上次测试以来它可能已经改变。

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刚刚对其进行了基准测试，从 .NET 4 开始，设置char[]的成员的速度大约是StringBuilder的四倍。 但两者都可以每秒完成超过 2 亿次的任务，因此在实践中并不重要。

从char[]读取比从string读取稍快（我的测试代码为 25%）。 另一方面，从StringBuilder读取比从char[]读取慢（3 倍）。

在所有基准测试中，我都忽略了其他代码的开销。 这意味着我的测试有点低估了差异。

我的结论是，虽然char[]比其他方法更快，但它仅在您每秒超过数百兆字节时才重要。

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//Write StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.Length = 256;
for(int i=0; i<1000000000; i++)
{
    int j = i&255;
    sb[j] = 'A';
}

//Write char[]
char[] cs = new char[256];
for(int i=0; i<1000000000; i++)
{
    int j = i&255;
    cs[j] = 'A';
}

// Read string
string s = new String('A',256);
int sum = 0;
for(int i=0; i<1000000000; i++)
{
    int j = i&255;
    sum += s[j];
}

//Read char[]
char[] s = new String('A',256).ToCharArray();
int sum = 0;
for(int i=0; i<1000000000; i++)
{
    int j = i&255;
    sum += s[j];
}

//Read StringBuilder
StringBuilder s= new StringBuilder(new String('A',256));
int sum = 0;
for(int i=0; i<1000000000; i++)
{
    int j = i&255;
    sum += s[j];
}

（是的，我知道我的基准代码不是很好，但我不认为它有很大的不同。）

Answer 2

char arrays 优于字符串的优点是您可以更改字符 arrays ； 在 C# 中，字符串是不可变的，因此任何更改都会在堆上创建一个新的 object 并使用更改的字符串版本。 在 char 数组中，您可以进行大量更改而无需在堆上分配任何内容。