3.2 动态字符串StringBuilder
3.2 动态字符串StringBuilder
动态字符串StringBuilder比静态字符串String有很多优点，如内存的节省和效率的提高。对String进行改变操作时，每次都会产生一个原字符串的副本，而StringBuilder就不会。本节主要介绍动态字符串StringBuilder的相关内容。
3.2.1 声明StringBuilder变量
与String类型的变量不同，使用StringBuilder时必须对System.Text命名空间进行引用，其引用方法如下：
using System.Text;
引用了System.Text命名空间后就可以直接使用StringBuilder声明变量，其主要方法有如下几种：
//声明一个空的StringBuilder变量
StringBuilder a = new StringBuilder();
//声明一个内容为“Thank”的StringBuilder变量
StringBuilder b = new StringBuilder(“Thank”);
3.2.2 StringBuilder的容量
C#中可以设置StringBuilder类型的变量的容量。当StringBuilder变量的字符数未超出设置容量时，不会分配新的内存空间。当字符数超出设置容量时，C#会自动为StringBuilder再追加分配其初始容量大小的内存空间。由此可见，StringBuilder适合大容量字符串的多次操作，比String类型的变量节约内存。可以在声明StringBuilder时进行容量的设置，其方法如下：
//声明一个空的StringBuilder变量
StringBuilder a = new StringBuilder(17);
//声明一个内容为“Thank”的StringBuilder变量
StringBuilder b = new StringBuilder("Thank",17);
也可以在声明之后再设置StringBuilder变量的容量，其方法如下。
//声明一个空的StringBuilder变量
StringBuilder a = new StringBuilder();
a.Capacity = 17;
//声明一个内容为“Thank”的StringBuilder变量
StringBuilder b = new StringBuilder(“Thank”);
b.Capacity = 17;
也可以通过Capacity属性获取StringBuilder的容量大小。下面的实例演示了获取StringBuilder变量容量的方法。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示Capacity属性的使用方法。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderCapacity的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
//声明一个空的StringBuilder变量
StringBuilder a = new StringBuilder();
a.Capacity = 17;
//声明一个内容为“Thank”的StringBuilder变量
StringBuilder b = new StringBuilder("Thank");
b.Capacity = 19;
Console.WriteLine(a.Capacity);
Console.WriteLine(b.Capacity);
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，运行结果如图3-11所示。
图3-11 运行结果
4．代码分析
可以看到，运行结果中分别给出了StringBuilder变量a和b的容量大小。
3.2.3 追加字符串
与String类型变量的连接和直接使用“+”操作符不同，StringBuilder类型的变量需要使用Append方法进行相关的操作。追加字符串的操作非常简单，其格式如下：
public StringBuilder Append(object value)
其中，value表示要追加的字符串，返回值为追加后的结果。下面通过一个实例演示其用法。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示Append的使用方法。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderCapacity的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
StringBuilder a = new StringBuilder("Thank");
a.Append(" You");
Console.WriteLine(a.ToString());
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，运行结果如图3-12所示。
图3-12 运行结果
4．代码分析
从运行结果可以看到，将字符串“You”追加到了StringBuilder变量a的末尾，使其内容更改为“Thank You”，最后通过WriteLine方法输出。
3.2.4 插入操作
StringBuilder变量的插入其他字符操作与String类型变量十分类似，也是通过Insert方法支持，其格式如下：
public StringBuilder Insert(int index,object value)
其中，index表示插入的位置，value表示插入的值，返回值为插入后的结果。下面通过一个实例演示其用法。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示Insert的使用方法。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderInsert的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
StringBuilder a = new StringBuilder();
a.Append("Thank You");
a.Insert(6, "Thank You ");
Console.WriteLine(a);
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，结果如图3-13所示。
图3-13 运行结果
4．代码分析
通过在变量a的中间插入字符串“Thank You ”，使变量a的内容变为“Thank Thank You You”。
3.2.5 删除部分字符
StringBuilder中的删除操作与String类似，都是通过Remove来执行，其常用格式如下：
public StringBuilder Remove( int startIndex, int length)
其中startIndex为起始位置，length表示删除的长度，返回值为删除后的结果。下面通过一个实例说明StringBuilder中Remove操作的用法。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示Remove的使用方法。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderDelete的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
StringBuilder a = new StringBuilder();
a.Append("Thank You");
a.Remove(5, 4);
Console.WriteLine(a);
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，运行结果如图3-14所示。
图3-14 运行结果
4．代码分析
在对StringBuilder类型的变量使用Remove方法时，必须使用两个参数。第一个参数表明删除的起始位置，第二个参数表明删除字符串的长度。
3.2.6 替换部分字符
StringBuilder中使用Replace方法替换字符串，其常用格式如下：
public StringBuilder Replace(char oldChar, char newChar)
public StringBuilder Replace(string oldValue, string newValue,)
上述两种格式分别对应字符替换和字符串替换，其中oldChar和oldValue为要替换的原字符或字符串，newChar和newValue表示目标字符和字符串，返回值为替换后的结果。下面用一个实例说明Replace的使用方法。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示Replace的使用方法。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderReplace的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
StringBuilder a = new StringBuilder();
a.Append("Thank You");
a.Replace("You", "Wang");
Console.WriteLine(a);
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，运行结果如图3-15所示。
图3-15 运行结果
4．代码分析
与String类型变量的Replace方法类似，StringBuilder类型变量a中的子串“You”被替换为“Wang”。
3.2.7 StringBuilder与String的比较
前面章节中已经介绍了StringBuilder与String的差别，此处用一个实例说明StringBuilder与String在处理字符串时的效率差别。
1．目的说明
创建一个Windows控制台应用程序，演示StringBuilder与String在处理字符串时的效率差别。
2．实现步骤
（1）创建一个名为StrBuilderCompare的控制台应用程序项目。
（2）修改Program.cs文件中Main方法的内容如下：
static void Main(string[] args)
{
string a = "";
StringBuilder b = new StringBuilder();
DateTime x1 = DateTime.Now;
for (int i = 0; i < 5000; i++)
{
a += "Thank You, Xiao Wang";
}
DateTime x2 = DateTime.Now;
Console.WriteLine((x2 - x1).TotalSeconds);
DateTime y1 = DateTime.Now;
for (int i = 0; i < 5000; i++)
{
b.Append("Thank You, Xiao Wang");
}
DateTime y2 = DateTime.Now;
Console.WriteLine((y2 - y1).TotalSeconds);
}
3．运行结果
按Ctrl+F5组合键运行程序，运行结果如图3-16所示。
图3-16 运行结果
4．代码分析
从运行结果可以看到，使用了String类型变量a和StringBuilder类型变量b，分别执行了5 000次连接操作。在实验的计算机上，前者使用了1.742 5s左右的时间，而后者几乎可以忽略不计。代码中DateTime.Now可以得到当前的时间，而TotalSeconds可以得到与该时间差相等的秒数。读者可以尝试在计算机内存允许的范围内，增加字符串的长度和循环的次数，可以得出更加精确的结论。