在 CLR 中如何创建和管理字符串？

Question

我和我的朋友正在讨论 Do.net 框架中的字符串，它们如何是引用类型但表现得像值类型（不可变）。 我们都知道字符串是 CLR 内部的，但我们并没有真正在简短的讨论中得出结论，字符串是如何由 CLR/Framework 创建和管理的。

例如，在下面的代码中，显然s1和s2是不同的实例，但是正如您看到的，当我s2.ToUpper()时，结果返回到s1 。

    public static void Main (string[] args)
    {
        string s1 = "HELLO";
        string s2 = "hello";

        Console.WriteLine (s1.GetHashCode()); //Prints 68624562
        Console.WriteLine (s2.GetHashCode()); //Prints 99162322
        Console.WriteLine (s2.ToUpper().GetHashCode()); //Prints 68624562 too!
    }

因此，问题在于调用s2.ToUpper()时 CLR 是否创建了新字符串"HELLO"并检查它是否已经存在，如果是则丢弃新创建的字符串？ 有人可以解释这里的魔法吗？

Answer 1

String.GetHashCode() 生成一个基于字符串内容的 hash 值。 因此，相同的字符串生成相同的 hash 是完全自然的。这意味着您无法断定 ToUpper() 返回的字符串引用必须与 s1 引用匹配。 事实并非如此，实施起来太昂贵了。

您可以通过测试此代码来验证：

    static void Main(string[] args) {
        var s1 = "hello";
        var s2 = "HELLO";
        var s3 = s1.ToUpper();
        bool eq = object.ReferenceEquals(s2, s3);
        System.Diagnostics.Debug.Assert(!eq);
    } 

Answer 2

对于相同的输入，两次GetHashCode()调用给出相同的结果也就不足为奇了，这就是散列的意义所在……

相反，当你这样做时：

Console.WriteLine(Object.ReferenceEquals(s2.ToUpper(), s1));

它只是返回false 。 因此，您实际上有两个string实例，它们都具有相同的内容。

我认为您需要复习有关散列、散列码和相等性的知识。

或者您来自 Java？ 也许您的印象是 hash 代码与 object 参考值相关，因为Object.getHashCode()的文档指出：

在相当实用的情况下，class Object 定义的 hashCode 方法确实会为不同的对象返回不同的整数。 （这通常是通过将 object 的内部地址转换为 integer 来实现的，但是 JavaTM 编程语言不需要这种实现技术。）

Answer 3

您不能使用GetHashCode()来唯一标识实例。 对于具有相同值的两个不同对象，hash 代码必须相同。 否则它不会作为 hash 代码工作。

Answer 4

s2.ToUpper() 只是方法调用，不会更改 s2 object 的值（s2 是 String 类型的 object）。 它采用 s2 的值并返回具有“HELLO”值（ToUpper() 方法的结果）的 String class 的新实例。 在Main function的scope中还有两个对象s1和s2，它们的值保持不变。

Answer 5

要添加，请回答您的另一部分...

如果您还检查此Object.ReferenceEquals(s2.ToUpper(), s2)您会发现它也是错误的。

字符串是immutable的——这意味着在这种情况下ToUpper()返回一个新实例。

所以答案是肯定的，“HELLO”是新字符串。

但是，正如其他人所说， GetHashCode()只是一个“哈希值”——它主要用于在处理哈希和字典时使用不同的算法来“填充桶”。

或者查看此链接什么是覆盖 System.Object.GetHashCode 的最佳算法？ - 和答案 - 让您很好地了解 hash 算法的工作原理 - 为什么它不是唯一的 - 以及为什么对于具有相同内容的字符串它可能相同。

或者这个http://ericlippert.com/2011/02/28/guidelines-and-rules-for-gethashcode/