C#中的char与string详解

1. System.Char 字符

char 是 System.Char 的别名。

System.Char 占两个字节，16个二进制位。

System.Char 用来表示、存储一个 Unicode 字符。

System.Char 的表示范围是 U+0000 到U+FFFF，char 默认值是 \0，即 U+0000。

Unicode 的表示，通常以 U+____形式表示，即 U 和 一组16进制的数字组成。

char 有四种赋值方法

char a = 'j';
           char b = '\u006A';
           char c = '\x006A';
           char d = (char) 106;
           Console.WriteLine($"{a} | {b} | {c} | {d}");

输出

j | j | j | j

\u 开头是 Unicode 转义序列（编码）；使用 Unicode 转义序列，后面必须是4个十六进制的数字。

\u006A    有效
\u06A  无效
\u6A  无效

\x 开头是 十六进制转义序列，也是由4个十六进制数字组成。如果前面是N个0的话，则可以省略0。下面的示例都是表示同一个字符。

\x006A
\x06A
\x6A

char 可以隐式转为其他数值类型，整型有可以转为ushort，int，uint，long，和ulong，浮点型 可以转为 float，double，和decimal。

char 可以显式转为 sbyte，byte和short。

其他类型无法隐式转为 char 类型，但是任何整型和浮点型都可以显式转为 char。

2. 字符处理

System.Char 中，具有很多就态方法，能够有助于识别、处理字符。

有一个非常重要的 UnicodeCategory 枚举

public enum UnicodeCategory
 {
   UppercaseLetter,
   LowercaseLetter,
   TitlecaseLetter,
   ModifierLetter,
   OtherLetter,
   NonSpacingMark,
   SpacingCombiningMark,
   EnclosingMark,
   DecimalDigitNumber,
   LetterNumber,
   OtherNumber,
   SpaceSeparator,
   LineSeparator,
   ParagraphSeparator,
   Control,
   Format,
   Surrogate,
   PrivateUse,
   ConnectorPunctuation,
   DashPunctuation,
   OpenPunctuation,
   ClosePunctuation,
   InitialQuotePunctuation,
   FinalQuotePunctuation,
   OtherPunctuation,
   MathSymbol,
   CurrencySymbol,
   ModifierSymbol,
   OtherSymbol,
   OtherNotAssigned,
 }

System.Char 中， 有一个 GetUnicodeCategory() 静态方法，可以返回字符的类型，即上面的枚举值。

除了 GetUnicodeCategory() ，我们还可以通过具体的静态方法判断字符的类别。

下面列出静态方法的使用说明的枚举类别。

示例

char chA = 'A';
       char ch1 = '1';
       string str = "test string";

Console.WriteLine(chA.CompareTo('B'));          //-----------  Output: "-1
//(meaning 'A' is 1 less than 'B')
       Console.WriteLine(chA.Equals('A'));             //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.GetNumericValue(ch1));   //-----------  Output: "1"
       Console.WriteLine(Char.IsControl('\t'));        //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsDigit(ch1));           //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsLetter(','));          //-----------  Output: "False"
       Console.WriteLine(Char.IsLower('u'));           //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsNumber(ch1));          //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsPunctuation('.'));     //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsSeparator(str, 4));    //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsSymbol('+'));          //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.IsWhiteSpace(str, 4));   //-----------  Output: "True"
       Console.WriteLine(Char.Parse("S"));             //-----------  Output: "S"
       Console.WriteLine(Char.ToLower('M'));           //-----------  Output: "m"
       Console.WriteLine('x'.ToString());              //-----------  Output: "x"
       Console.WriteLine(Char.IsSurrogate('\U00010F00'));// Output: "False"
       char test = '\xDFFF';
       Console.WriteLine(test);//-----------Output：'?'
       Console.WriteLine( Char.GetUnicodeCategory(test));//-----------Output："Surrogate"

如果想满足你的好奇心，可以点击 http://www1.cs.columbia.edu/~lok/csharp/refdocs/System/types/Char.html

3. 全球化

C# 中 System.Char 有很丰富的方法去处理字符，例如常用的 ToUpper、ToLower 。

但是字符的处理，会受到用户语言环境的影响。

使用 System.Char 中的方法处理字符时，可以调用带有 Invariant 后缀的方法或使用 CultureInfo.InvariantCulture，以进行与语言环境无关的字符处理。

示例

Console.WriteLine(Char.ToUpper('i',CultureInfo.InvariantCulture));
           Console.WriteLine(Char.ToUpperInvariant('i'));

对于字符和字符串处理，可能用到的重载参数和处理方式，请看下面的说明。

StringComparison

CultureInfo

4. System.String 字符串

4.1 字符串搜索

字符串有多个搜索方法：StartsWith()、EndsWith()、Contains()、IndexOf。

StartsWith() 和 EndsWith() 可以使用 StringComparison 比较方式、CultureInfo 控制文化相关规则。

StartsWith() ：字符串开头是否存在符合区配字符串

EndsWith()： 字符串结尾是否存在符合区配字符串

Contains()： 字符串任意位置是否存在区配字符串

IndexOf： 字符串或字符首次出现的索引位置，如果返回值为 -1 则表示无区配结果。

使用示例

string a = "痴者工良(高级程序员劝退师)";
           Console.WriteLine(a.StartsWith("高级"));
           Console.WriteLine(a.StartsWith("高级",StringComparison.CurrentCulture));
           Console.WriteLine(a.StartsWith("高级",true, CultureInfo.CurrentCulture));
           Console.WriteLine(a.StartsWith("痴者",StringComparison.CurrentCulture));
           Console.WriteLine(a.EndsWith("劝退师)",true, CultureInfo.CurrentCulture));
           Console.WriteLine(a.IndexOf("高级",StringComparison.CurrentCulture));

输出

False
False
False
True
True
5

除了 Contains()，其它三种方法都有多个重载方法，例如

这些与全球化和大小写区配的规则，在后面章节中会说到。

4.2 字符串提取、插入、删除、替换

4.2.1 提取

SubString() 方法可以在提取字符串指定索开始的N个长度或余下的所有的字符。

string a = "痴者工良(高级程序员劝退师)";
           string a = "痴者工良(高级程序员劝退师)";
           Console.WriteLine(a.Substring(startIndex: 1, length: 3));
           // 者工良
           Console.WriteLine(a.Substring(startIndex: 5));
           // 高级程序员劝退师)

4.2.2 插入、删除、替换

Insert() ：指定索引位置后插入字符或字符串

Remove() ：指定索引位置后插入字符或字符串

PadLeft() ：在字符串左侧将使用某个字符串扩展到N个字符长度

PadRight()：在字符串右侧将使用某个字符串扩展到N个字符长度

TrimStart() ：从字符串左侧开始删除某个字符，碰到不符合条件的字符即停止。

TrimEnd() ：从字符串右侧开始删除某个字符，碰到不符合条件的字符即停止。

Replace()：将字符串中的N连续个字符组替换为新的M个字符组。

示例

string a = "痴者工良(高级程序员劝退师)"; // length = 14

Console.WriteLine("\n  -  Remove Insert   - \n");

Console.WriteLine(a.Insert(startIndex: 4, value: "我是"));
           Console.WriteLine(a.Remove(startIndex: 5));
           Console.WriteLine(a.Remove(startIndex: 5, count: 3));

Console.WriteLine("\n  -  PadLeft PadRight  -  \n");

Console.WriteLine(a.PadLeft(totalWidth: 20, paddingChar: '*'));
           Console.WriteLine(a.PadRight(totalWidth: 20, paddingChar: '#'));
           Console.WriteLine(a.PadLeft(totalWidth: 20, paddingChar: '\u0023'));
           Console.WriteLine(a.PadRight(totalWidth: 20, paddingChar: '\u002a'));
           Console.WriteLine(a.PadLeft(totalWidth: 18, paddingChar: '.'));
           Console.WriteLine(a.PadRight(totalWidth: 18, paddingChar: '.'));

Console.WriteLine("\n  -  Trim  -  \n");

Console.WriteLine("|Hello | World|".Trim('|'));
           Console.WriteLine("|||Hello | World|||".Trim('|'));
           Console.WriteLine("|Hello | World!|".TrimStart('|'));
           Console.WriteLine("|||Hello | World!|||".TrimStart('|'));
           Console.WriteLine("|Hello | World!|".TrimEnd('|'));
           Console.WriteLine("|||Hello | World!|||".TrimEnd('|'));
           Console.WriteLine("||||||||||||||||||||||||".TrimEnd('|'));

Console.WriteLine("*#&abc ABC&#*".TrimStart(new char[] {'*', '#', '&'}));
           Console.WriteLine("*#&abc ABC&#*".TrimStart(new char[] {'#', '*', '&'}));

Console.WriteLine("\n  -  Replace  -  \n");

Console.WriteLine("abcdABCDabcdABCD".Replace(oldChar: 'a', newChar: 'A'));

输出

-  Remove Insert   -

痴者工良我是(高级程序员劝退师)
痴者工良(
痴者工良(序员劝退师)

-  PadLeft PadRight  -

******痴者工良(高级程序员劝退师)
痴者工良(高级程序员劝退师)######
######痴者工良(高级程序员劝退师)
痴者工良(高级程序员劝退师)******
....痴者工良(高级程序员劝退师)
痴者工良(高级程序员劝退师)....

-  Trim  -

Hello | World
Hello | World
Hello | World!|
Hello | World!|||
|Hello | World!
|||Hello | World!

abc ABC&#*
abc ABC&#*

-  Replace  -

AbcdABCDAbcdABCD

5. 字符串驻留池

以下为笔者个人总结，限于水平，如若有错，望各位加以批评指正。

字符串 驻留池是在域(Domain)级别完成的，而字符串驻留池可以在域中的所有程序集之间共享。

CLR 中维护着一个叫做驻留池（Intern Pool）的表。

这个表记录了所有在代码中使用字面量声明的字符串实例的引用。

拼接方式操作字面量时，新的字符串又会进入字符串驻留池。

只有使用使用字面量声明的字符串实例，实例才会对字符串驻留池字符串引用。

而无论是字段属性或者是方法内是声明的 string 变量、甚至是方法参数的默认值，都会进入字符串驻留池。

例如

static string test = "一个测试";

static void Main(string[] args)
       {
           string a = "a";

Console.WriteLine("test:" + test.GetHashCode());

TestOne(test);
           TestTwo(test);
           TestThree("一个测试");
       }

public static void TestOne(string a)
       {
           Console.WriteLine("----TestOne-----");
           Console.WriteLine("a:" + a.GetHashCode());
           string b = a;
           Console.WriteLine("b:" + b.GetHashCode());
           Console.WriteLine("test - a :" + Object.ReferenceEquals(test, a));
       }

public static void TestTwo(string a = "一个测试")
       {
           Console.WriteLine("----TestTwo-----");
           Console.WriteLine("a:" + a.GetHashCode());
           string b = a;
           Console.WriteLine("b:" + b.GetHashCode());
           Console.WriteLine("test - a :" + Object.ReferenceEquals(test, a));
       }

public static void TestThree(string a)
       {
           Console.WriteLine("----TestThree-----");
           Console.WriteLine("a:" + a.GetHashCode());
           string b = a;
           Console.WriteLine("b:" + b.GetHashCode());
           Console.WriteLine("test - a :" + Object.ReferenceEquals(test, a));
       }

输出结果

test:-407145577
----TestOne-----
a:-407145577
b:-407145577
test - a :True
----TestTwo-----
a:-407145577
b:-407145577
test - a :True
----TestThree-----
a:-407145577
b:-407145577
test - a :True

可以通过静态方法 Object.ReferenceEquals(s1, s2); 或者 实例的 .GetHashCode() 来对比两个字符串是否为同一个引用。

可以使用不安全代码，直接修改内存中的字符串

参考 https://blog.benoitblanchon.fr/modify-intern-pool/

string a = "Test";

fixed (char* p = a)
{
   p[1] = '3';
}

Console.WriteLine(a);

使用 *Microsoft.Diagnostics.Runtime* 可以获取 CLR 的信息。

结果笔者查阅大量资料发现，.NET 不提供 API 去查看字符串常量池里面的哈希表。

来源：https://www.cnblogs.com/whuanle/p/11967014.html