StringBuilder在C#中如何在内部工作？

StringBuilder

是如何工作的

它在内部做什么？它使用不安全的代码吗？

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为什么它这么快（与

+

操作员相比）？

Microsoft CLR使用内部调用执行一些操作（与不安全代码不同）。与大量的

+

串联字符串相比，最大的性能优势在于它写入

字符[]

，并且不会创建那么多的中间字符串。当您调用ToString（）时，它会根据您的内容构建一个完整的、不可变的字符串。

StringBuilder

的实现在不同版本之间发生了变化。但从根本上说，它保持了某种形式的可变结构。我相信它曾经使用一个仍在变异的字符串（使用内部方法），并确保它在返回后永远不会变异

之所以

StringBuilder

比在循环中使用字符串串联更快，正是因为它的易变性——它不需要在每次变异后构造新字符串，这意味着复制字符串中的所有数据等

对于单个串联，实际上使用

+

比使用

StringBuilder

更有效。只有当您执行多个操作时，才真正需要

StringBuilder

所显示的中间结果

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有关更多信息，请参阅。

与无法更改的常规

字符串相比，
StringBuilder
使用可以更改的字符串缓冲区。当您调用
StringBuilder
的
ToString
方法时，它将冻结字符串缓冲区并将其转换为常规字符串，因此它不需要额外复制所有数据

由于
StringBuilder
可以更改字符串缓冲区，因此它不必为字符串数据的每次更改创建新的字符串值。当您使用
+
运算符时，编译器会将其转换为
String.Concat
调用，以创建新的字符串对象。这段看似无辜的代码：

str += ",";

汇编成：

str = String.Concat(str, ",");

使用+运算符生成字符串时：

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——复制四个字符。在第二次连接中，我们创建一个长度为6的新字符串，并将“0102”和“03”复制到其中——复制6个字符。在第三个concat中，我们制作了一个长度为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8个字符的字符串总共复制了4+6+8=18个字符。继续

...
s += "99";

在第98节，我们制作了一个长度为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，以便生成此198个字符串

字符串生成器不会进行所有的复制。相反，它维护一个希望大于最终字符串的可变数组，并根据需要向数组中填充新内容

当猜测错误且数组已满时会发生什么情况？有两种策略。在以前版本的框架中，字符串生成器在数组满时重新分配和复制数组，并将其大小增加一倍。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，并在旧数组满时将新数组追加到列表的末尾

此外，正如您所猜测的，字符串生成器可以使用“不安全”代码来提高其性能。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。stringbuilder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。我建议您不要使用这些诡计，除非您真的擅长正确编写不安全代码，并且确实需要弥补每一点性能。
找到了您大约6年前对这个主题的评论：您介意提供更多细节吗？当您将项目分组并创建一个巨大的字符串时，是否会重新定义数组大小？当调用tostring时，它是否只是一个指向char数组（或链表）的指针数组，该数组被转换为单个对象？您介意引用一个源代码吗？内部代码是透明的，但由于它有类似StringBuilder.EnsureCapacity的方法，因此它让人相信它是一个大的缓冲区，在必要时会增长。这不是比使用链表并在最后合并它效率低吗？我的意思是，如果你有一个一兆字符串，你是附加？你必须为已经存在的东西创建一个副本，这需要时间和资源。如果你只是做了一个指向原始的指针，你就不必担心它会改变，因为它是不可变的，gac也不会因为你引用了不可变的字符串而点击它来删除它。@JSWork，如果我说
stringBuilder.Remove（10232000）
，会怎么样。如果你有一个字符串的链表，这是一个复杂的算法。我敢肯定，这样做效率不高。但是，如果您知道不需要插入、删除、替换等功能，@JSWork，
new StringBuilder（2048*1024）
您可以指定足够大的初始容量，这将最大限度地降低重新确定尺寸的成本，那么可以通过这种方式实现您自己的LLStringBuilder类。（你可能已经知道了，但这可能会让未来的读者受益。）如果你对细节感到好奇，你也可以直接看一下。在
refsrc目录下有一个带注释的
StringBuilder.cs
副本