如何证明C#中字符串的不可变性？

在我上次的c#采访中，
我被要求证明c#string的不变性，我知道什么是c#string的不变性，但有可能通过代码证明c#string的不变性吗？请给我一个示例代码片段。

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提前感谢

是的，可以使用

ObjectiveGenerator

类来证明c#字符串的不变性。

下面的答案摘自dotmob在C#中的一篇文章

实际上，ObjutDebug将为我们在程序中创建的实例返回一个唯一的整数值。在这个类的帮助下，我们可以检查是否为String和String BuueLead中的各种操作创建了新的实例。

using System;
using System.Text;
using System.Runtime.Serialization;

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    ObjectIDGenerator idGenerator = new ObjectIDGenerator();
    bool blStatus = new bool();
    //just ignore this blStatus Now.
    String str = "My first string was ";
    Console.WriteLine("str = {0}", str);
    Console.WriteLine("Instance Id : {0}", idGenerator.GetId(str, out blStatus));
    //here blStatus get True for new instace otherwise it will be false
    Console.WriteLine("this instance is new : {0}\n", blStatus);
    str += "Hello World";
    Console.WriteLine("str = {0}", str);
    Console.WriteLine("Instance Id : {0}", idGenerator.GetId(str, out blStatus));
    Console.WriteLine("this instance is new : {0}\n", blStatus);
    //Now str="My first string was Hello World"
    StringBuilder sbr = new StringBuilder("My Favourate Programming Font is ");
    Console.WriteLine("sbr = {0}", sbr);
    Console.WriteLine("Instance Id : {0}", idGenerator.GetId(sbr, out blStatus));
    Console.WriteLine("this instance is new : {0}\n", blStatus);
    sbr.Append("Inconsolata");
    Console.WriteLine("sbr = {0}", sbr);
    Console.WriteLine("Instance Id : {0}", idGenerator.GetId(sbr, out blStatus));
    Console.WriteLine("this instance is new : {0}\n", blStatus);
    //Now sbr="My Favourate Programming Font is Inconsolata"
    Console.ReadKey();
  }
}

输出将如下所示

当str与“Hello World”连接时，字符串的实例id从1更改为2。而sbr的实例id在追加操作后也保持与3相同。这说明了所有关于可变性和不变性的问题。blStatus变量指示实例是否为新实例

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您可以在以下位置找到关于该主题的完整文章：

我可以证明

字符串

不是不变的。我所需要做的就是显示一些变异

字符串的代码，如下所示：

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Demo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            const string test = "ABCDEF"; // Strings are immutable, right?
            char[] chars = new StringToChar {str = test}.chr;
            chars[0] = 'X';

            // On an x32 release or debug build or on an x64 debug build, 
            // the following prints "XBCDEF".
            // On an x64 release build, it prints "ABXDEF".
            // In both cases, we have changed the contents of 'test' without using
            // any 'unsafe' code...

            Console.WriteLine(test);

            // The following line is even more disturbing, since the constant
            // string "ABCDEF" has been mutated too (because the interned 'constant' string was mutated).

            Console.WriteLine("ABCDEF");
        }
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    public struct StringToChar
    {
        [FieldOffset(0)] public string str;
        [FieldOffset(0)] public char[] chr;
    }
}

现在，这是否应该被视为C#中的错误是另一回事
（答案可能是
FieldOffset
应该被认为是
不安全的
——上面的代码据称是
安全的
，因此
字符串
不应该是可变异的。）

此外，我认为您可以合理地争辩说，
string
在精神上是不可变的，即使在假定安全的代码中存在违反其不可变性的愚蠢边缘情况。
检查两个string对象的对象引用，它们是一样的。写一个连接字符串的循环，然后看着GC发疯，你的应用程序像发疯一样耗尽内存？你不能——事实上你可以证明你可以使用不安全的代码来改变字符串。您所能做的最好的事情就是指向承诺字符串是不可变的规范（在CLR安全代码的上下文中）。如果你的工作是编程，你必须习惯于相信语言规范——如果语言没有按照规范所说的去做，那么编译器团队就要修复它。您可以演示一个示例，其中字符串没有变异，但它不能证明任何东西。可能存在这样失败的构造。在你找到一个之前，你必须相信规范。他们可能只是想听听你如何处理问题，你的想法，讨论等等。并不是真的希望你证明字符串是不可变的。否则，这就是一个不太好的面试问题：）@M.kazemAkhgary是的，但这可以在C#本身的范围内完成。这不像我们在使用调试器、反汇编程序、代码注入或其他任何东西——只是完全有效的C代码。如果面试官想要一个更具体的答案，他们应该问一个更连贯、更具体的问题。让我先检查一下，如果答案正确，我会接受你的回答。这只能证明你正在测试的运算符和方法创建了新的字符串实例。这并不能证明字符串总是不可变的。参见J在问题下方的评论，为什么不可能用数学/科学意义上的证明来证明。‒-1对于绝对错误的陈述
，可以证明c#string的不变性，如果您编辑您的答案以删除此断言并合并@René提供的信息，将切换到upvoteVogt@samurai我认为你可能需要更仔细地考虑形势的逻辑。字符串不能同时是不可变和可变的。由于前者是否定的证明，后者立即使任何假定的否定证明无效。“如何证明c#字符串是不可变的”这个问题的答案是，你不能，因为它们不是不可变的。仅仅因为它们在某些情况下没有变异，并不能证明它们不能变异。@samurai Simple logic，如果您可以通过显示一个可以变异的情况来直接证明
string
是可变的，这意味着它不能是不变的。@Sylverac还可以用我最新编辑的代码来尝试，我在其中添加了
Console.WriteLine（“ABCDEF”）);-它甚至不再打印“ABCDEF”@Sylverac不，一点都不一样。当您连接新字符串时，编译器并不是直接自己创建新字符串，而是
String
中连接方法的实现（请查看中的实现）。它们创建并返回对新字符串的引用。还要注意的是，
str+=“XXX”
string串联转换为对
str=string.Concat（str，“XXX”）
的调用。为
+=
创建了新字符串，但我的代码没有创建它们。@Sylverac发生的事情是：首先创建
StringToChar
结构的一个实例，并将对字符串
test
的引用分配给结构的
str
字段（注意：分配的是引用，而不是字符串的副本）。然后，结构中的
chr
字段用于访问字符串的内容，就像它是一个字符数组一样（即提供对字符串内容的直接访问）。通过使用<代码>字段偏移（0）< /C> >使结构像C++联盟一样运行。最后，代码更改了char数组的第一个元素（它更改了底层字符串）。