C#学习之字符串

字符串是 String 类型的对象，它的值是文本。 在内部，文本被存储为 Char 对象的顺序只读集合。 C# 字符串末尾没有以 null 结尾的字符；因此 C# 字符串可以包含任意数目的嵌入式 null 字符（“\0”）。 字符串的 Length 属性代表它包含的 Char 对象的数量，而不是 Unicode 字符的数量。 若要访问字符串中的各个 Unicode 码位，请使用 StringInfo 对象。

字符串与System.String

在 C# 中，string 关键字是 String 的别名。 因此，String 与 string 等效，您可以根据自己的喜好选择命名约定。 String 类提供了很多用于安全地创建、操作和比较字符串的方法。 此外，C# 语言还重载某些运算符来简化常见的字符串操作。

声明和初始化字符串

可以通过各种方式来声明和初始化字符串，如下面的示例所示：

C#
// Declare without initializing.
string message1;

// Initialize to null.
string message2 = null;

// Initialize as an empty string.
// Use the Empty constant instead of the literal "".
string message3 = System.String.Empty;

//Initialize with a regular string literal.
string oldPath = "c:\\Program Files\\Microsoft Visual Studio 8.0";

// Initialize with a verbatim string literal.
string newPath = @"c:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0";

// Use System.String if you prefer.
System.String greeting = "Hello World!";

// In local variables (i.e. within a method body)
// you can use implicit typing.
var temp = "I'm still a strongly-typed System.String!";

// Use a const string to prevent 'message4' from
// being used to store another string value.
const string message4 = "You can't get rid of me!";

// Use the String constructor only when creating
// a string from a char*, char[], or sbyte*. See
// System.String documentation for details.
char[] letters = { 'A', 'B', 'C' };
string alphabet = new string(letters);

注意，除了在使用字符数组初始化字符串时以外，不要使用 new 运算符创建字符串对象。

使用 Empty 常量值初始化字符串可新建字符串长度为零的 String 对象。 零长度字符串的字符串表示形式为 “”。 使用 Empty 值（而不是 null）初始化字符串可以降低发生 NullReferenceException 的可能性。 请在尝试访问字符串之前使用静态 IsNullOrEmpty(String) 方法验证字符串的值。

字符串对象的不可变性

字符串对象是不可变的：即它们创建之后就无法更改。 所有看似修改字符串的 String 方法和 C# 运算符实际上都以新字符串对象的形式返回结果。 在下面的示例中，当连接 s1 和 s2 的内容以形成一个字符串时，不会修改两个原始字符串。 += 运算符会创建一个包含组合内容的新字符串。 这个新对象赋给变量 s1，而最初赋给 s1 的对象由于没有其他任何变量包含对它的引用而释放，用于垃圾回收。

C#
string s1 = "A string is more ";
string s2 = "than the sum of its chars.";

// Concatenate s1 and s2. This actually creates a new
// string object and stores it in s1, releasing the
// reference to the original object.
s1 += s2;

System.Console.WriteLine(s1);
// Output: A string is more than the sum of its chars.

由于“修改”字符串实际上是创建新字符串，因此创建对字符串的引用时必须谨慎。 如果创建了对字符串的引用，然后“修改”原始字符串，则该引用指向的仍是原始对象，而不是修改字符串时创建的新对象。 下面的代码说明了这种行为：

C#
string s1 = "Hello ";
string s2 = s1;
s1 += "World";

System.Console.WriteLine(s2);
//Output: Hello

正则字符串和原义字符串

如果必须嵌入 C# 提供的转义符，则应使用正则字符串，如下面的示例所示：

C#
string columns = "Column 1\tColumn 2\tColumn 3";
//Output: Column 1        Column 2        Column 3

string rows = "Row 1\r\nRow 2\r\nRow 3";
/* Output:
  Row 1
  Row 2
  Row 3
*/

string title = "\"The \u00C6olean Harp\", by Samuel Taylor Coleridge";
//Output: "The Æolean Harp", by Samuel Taylor Coleridge

如果字符串文本包含反斜杠字符（例如在文件路径中），为方便起见和提高可读性，应使用原义字符串。 由于原义字符串保留换行符作为字符串文本的一部分，因此可用于初始化多行字符串。 在原义字符串中嵌入引号时请使用双引号。 下面的示例演示原义字符串的一些常见用途：

C#
string filePath = @"C:\Users\scoleridge\Documents\";
//Output: C:\Users\scoleridge\Documents\

string text = @"My pensive SARA ! thy soft cheek reclined
    Thus on mine arm, most soothing sweet it is
    To sit beside our Cot,...";
/* Output:
My pensive SARA ! thy soft cheek reclined
   Thus on mine arm, most soothing sweet it is
   To sit beside our Cot,... 
*/

string quote = @"Her name was ""Sara.""";
//Output: Her name was "Sara."

字符串转义序列

说明

编译时，原义字符串转换为所有转义序列均保持不变的普通字符串。 因而，如果在调试器监视窗口中查看原义字符串，则看到的将是编译器添加的转义字符，而不是源代码中的原义版本。 例如，原义字符串 @”C:\files.txt” 在监视窗口中将显示为 “C:\files.txt”。

格式字符串

格式字符串是内容可以在运行时动态确定的一种字符串。 采用以下方式创建格式字符串：使用静态 Format 方法并在大括号中嵌入占位符，这些占位符将在运行时替换为其他值。 下面的示例使用格式字符串输出循环中每个迭代的结果：

C#
class FormatString
{
    static void Main()
    {
        // Get user input.
        System.Console.WriteLine("Enter a number");
        string input = System.Console.ReadLine();

        // Convert the input string to an int.
        int j;
        System.Int32.TryParse(input, out j);

        // Write a different string each iteration.
        string s;
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            // A simple format string with no alignment formatting.
            s = System.String.Format("{0} times {1} = {2}", i, j, (i * j));
            System.Console.WriteLine(s);
        }

        //Keep the console window open in debug mode.
        System.Console.ReadKey();
    }
}

WriteLine 方法的一个重载将格式字符串用作参数。 因此，可以只嵌入格式字符串，而无需显式调用该方法。 但若使用 WriteLine 方法在 Visual Studio“输出”窗口中显示调试输出，则必须显式调用 Format 方法，因为 WriteLine 只接受字符串，而不接受格式字符串。

子字符串

子字符串是包含在字符串中的任意字符序列。 使用 Substring 方法可以基于原始字符串的一部分创建新字符串。 可以使用 IndexOf 方法搜索子字符串的一个或多个匹配项。 使用 Replace 方法可将指定子字符串的所有匹配项替换为一个新字符串。 与 Substring 方法一样，Replace 实际上返回的也是新字符串，而不修改原始字符串。

C#
string s3 = "Visual C# Express";
System.Console.WriteLine(s3.Substring(7, 2));
// Output: "C#"

System.Console.WriteLine(s3.Replace("C#", "Basic"));
// Output: "Visual Basic Express"

// Index values are zero-based
int index = s3.IndexOf("C");
// index = 7

访问各个字符

可以使用带索引值的数组表示法获取对各个字符的只读访问，如下面的示例所示：

C#
string s5 = "Printing backwards";

for (int i = 0; i < s5.Length; i++)
{
    System.Console.Write(s5[s5.Length - i - 1]);
}
// Output: "sdrawkcab gnitnirP"

如果 String 方法不提供修改字符串中的各个字符所必须具有的功能，则您可以使用 StringBuilder 对象“就地”修改各个字符，然后使用 StringBuilder 方法创建一个新字符串来存储结果。 在下面的示例中，假设您必须以特定方式修改原始字符串，然后存储结果以备将来使用：

C#
string question = "hOW DOES mICROSOFT wORD DEAL WITH THE cAPS lOCK KEY?";
System.Text.StringBuilder sb = new System.Text.StringBuilder(question);

for (int j = 0; j < sb.Length; j++)
{
    if (System.Char.IsLower(sb[j]) == true)
        sb[j] = System.Char.ToUpper(sb[j]);
    else if (System.Char.IsUpper(sb[j]) == true)
        sb[j] = System.Char.ToLower(sb[j]);
}
// Store the new string.
string corrected = sb.ToString();
System.Console.WriteLine(corrected);
// Output: How does Microsoft Word deal with the Caps Lock key?      

Null 字符串和空字符串

空字符串是不包含字符的 System.String 对象的实例。 在各种编程方案中经常会使用空字符串表示空白文本字段。 可以对空字符串调用方法，因为它们是有效的 System.String 对象。 空字符串可按如下方式初始化：

string s = String.Empty;

相反，null 字符串并不引用 System.String 对象的实例，任何对 null 字符串调用方法的尝试都会生成 NullReferenceException。 但是，可以在串联和比较操作中将 null 字符串与其他字符串一起使用。 下面的示例阐释了引用 null 字符串导致引发异常的情形以及并不导致引发异常的情形：

C#
static void Main()
{
    string str = "hello";
    string nullStr = null;
    string emptyStr = String.Empty;

    string tempStr = str + nullStr;
    // Output of the following line: hello
    Console.WriteLine(tempStr);

    bool b = (emptyStr == nullStr);
    // Output of the following line: False
    Console.WriteLine(b);

    // The following line creates a new empty string.
    string newStr = emptyStr + nullStr;

    // Null strings and empty strings behave differently. The following
    // two lines display 0.
    Console.WriteLine(emptyStr.Length);
    Console.WriteLine(newStr.Length);
    // The following line raises a NullReferenceException.
    //Console.WriteLine(nullStr.Length);

    // The null character can be displayed and counted, like other chars.
    string s1 = "\x0" + "abc";
    string s2 = "abc" + "\x0";
    // Output of the following line: * abc*
    Console.WriteLine("*" + s1 + "*");
    // Output of the following line: *abc *
    Console.WriteLine("*" + s2 + "*");
    // Output of the following line: 4
    Console.WriteLine(s2.Length);
}

使用 StringBuilder 快速创建字符串

.NET 中的字符串操作已高度优化，大多数情况下不会显著影响性能。 但在某些应用场景中，例如在执行好几百甚至好几千次的紧凑循环中，字符串操作会影响性能。 StringBuilder 类创建了一个字符串缓冲区，用于在程序执行大量字符串操作时提供更好的性能。 StringBuilder 字符串还使您能够重新分配个别字符（内置字符串数据类型所不支持的字符）。 例如，此代码在不创建新字符串的情况下更改了一个字符串的内容：

C#
System.Text.StringBuilder sb = new System.Text.StringBuilder("Rat: the ideal pet");
sb[0] = 'C';
System.Console.WriteLine(sb.ToString());
System.Console.ReadLine();

//Outputs Cat: the ideal pet

在本示例中，StringBuilder 对象用于从一组数值类型中创建字符串：

C#
class TestStringBuilder
{
    static void Main()
    {
        System.Text.StringBuilder sb = new System.Text.StringBuilder();

        // Create a string composed of numbers 0 - 9
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            sb.Append(i.ToString());
        }
        System.Console.WriteLine(sb);  // displays 0123456789

        // Copy one character of the string (not possible with a System.String)
        sb[0] = sb[9];

        System.Console.WriteLine(sb);  // displays 9123456789
    }
}

字符串、扩展方法和 LINQ

由于 String 类型实现 IEnumerable，因此可以对字符串使用 Enumerable 类中定义的扩展方法。 对于 String 类型，为了避免视觉上的混乱，从 IntelliSense 中排除了这些方法，但这些方法仍然可用。 此外，还可以对字符串使用 LINQ 查询表达式。