StringBuilder限制

Question

StringBuilder限制

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我读到了StringBuilder类型有一个限制（默认为16个字符），当你在它上面添加一些文本超过了它的限制时，会创建一个新的实例并将数据复制到其中。我使用以下代码尝试了一下：

StringBuilder test = new StringBuilder("ABCDEFGHIJKLMNOP",16);
test.Append("ABC");

生成的 CIL 代码如下：

  .maxstack  3
  .locals init (class [mscorlib]System.Text.StringBuilder V_0)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  ldstr      "ABCDEFGHIJKLMNOP"
  IL_0006:  ldc.i4.s   16
  IL_0008:  newobj     instance void [mscorlib]System.Text.StringBuilder::.ctor(string, int32)
  IL_000d:  stloc.0
  IL_000e:  ldloc.0
  IL_000f:  ldstr      "ABC"
  IL_0014:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
  IL_0019:  pop
  IL_001a:  ret

将限制设置为32：

StringBuilder test = new StringBuilder("ABCDEFGHIJKLMNOP",32);
test.Append("ABC");

生成了完全相同的IL代码。我期望的是在第一种情况下创建一个新实例，在第二种情况下更改实例的值，但显然这并没有发生，有什么线索吗？

- Moayad Mardini

4个回答

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这段C#代码

using System.Text;

internal class Program
{
    internal static void Main(string[] args)
    {
        StringBuilder test = new StringBuilder("ABCDEFGHIJKLMNOP", 16);
        test.Append("ABC");

        StringBuilder test2 = new StringBuilder("ABCDEFGHIJKLMNOP", 32);
        test2.Append("ABC");
    }
}

根据Reflector，它生成以下IL：

.class private auto ansi beforefieldinit Program
    extends [mscorlib]System.Object
{
    .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed
    {
        .maxstack 8
        L_0000: ldarg.0 
        L_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
        L_0006: ret 
    }

    .method assembly hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
    {
        .entrypoint
        .maxstack 3
        .locals init (
            [0] class [mscorlib]System.Text.StringBuilder test,
            [1] class [mscorlib]System.Text.StringBuilder test2)
        L_0000: nop 
        L_0001: ldstr "ABCDEFGHIJKLMNOP"
        L_0006: ldc.i4.s 0x10
        L_0008: newobj instance void [mscorlib]System.Text.StringBuilder::.ctor(string, int32)
        L_000d: stloc.0 
        L_000e: ldloc.0 
        L_000f: ldstr "ABC"
        L_0014: callvirt instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
        L_0019: pop 
        L_001a: ldstr "ABCDEFGHIJKLMNOP"
        L_001f: ldc.i4.s 0x20
        L_0021: newobj instance void [mscorlib]System.Text.StringBuilder::.ctor(string, int32)
        L_0026: stloc.1 
        L_0027: ldloc.1 
        L_0028: ldstr "ABC"
        L_002d: callvirt instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)
        L_0032: pop 
        L_0033: ret 
    }
}

因此，在这里，0x10和0x20被用于初始化test和test2，这意味着您可能在测试中查看了错误的IL代码？

- hangy

谢谢！“ldc.i4.s 0x10/0x20”是什么意思？ - Moayad Mardini

0x20（十六进制）= 32 dez，0x10（十六进制）= 16 dez :) 我不太熟悉IL，但我认为这是以十六进制值设置的构造函数参数。 - hangy

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StringBuilder类有一个Capacity属性，就像大多数集合类一样。当集合的大小超过容量时，内部数据结构（而不是对象本身）会被重新分配，我认为大多数集合类（我确定StringBuilder和List< >）使用加倍策略。是的，这涉及创建一个新数组并复制旧数据。

如果您有关于最终结果大小的任何信息，请使用以下内容：

var sb = new StringBuilder(n); // set initial Capacity=n

高估一些并增加额外的空间并不是个坏主意。最好分配多几个字符，而不是在中途被复制。

这就是我们为了拥有可以自动增长的集合（StringBuilder类似于一个字符集合）而付出的代价。我猜，其他替代方案，比如块链表，被认为太过复杂。

- H H

请进一步说明“内部数据结构（而不是对象本身）如何重新分配”，谢谢。 - Moayad Mardini

StringBuilder需要一些内部存储来保存文本，我猜它是像char[] text = new char[Capacity]这样的东西。如果重新创建实际的StringBuilder，它将无法更新对对象的所有引用，这将造成严重破坏。 - H H

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想象一个类有一个保存数组的类级别变量。你能否替换存储在此变量中的数组，而不改变类的实例？当然可以！ - Joel Mueller

Joel，你的例子很好地说明了这个问题，非常感谢 :) - Moayad Mardini

1

我认为你误读了IL代码。以下是该行：

 IL_0014:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)

这并不意味着创建了一个新的StringBuilder实例；它只是对Append方法的调用。

如果调用Append会导致字符串长度超过当前StringBuilder的容量，它将在内部创建一个新的String实例；但仍然是同一个StringBuilder实例。

- Fredrik Mörk

我对新字符串实例是如何在内部创建非常好奇，事实上，这正是我想要了解的，谢谢！ - Moayad Mardini

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jørn Schou-Rode · Accepted Answer

所有有趣的事情都发生在这一行：

IL_0014:  callvirt   instance class [mscorlib]System.Text.StringBuilder [mscorlib]System.Text.StringBuilder::Append(string)

这里是调用Append()方法的位置，但你所发布的IL代码并不包含该方法的主体。请查看StringBuilder类的源代码（它是在允许你查看的许可证下发布的），并查看Append()方法内部发生了什么。 剧透警告！查看Append()的源代码将揭示：每当连接字符串的长度超过当前缓冲区的大小时，内部缓冲区确实会增加。