无私分享(C#高级编程第6版doc)：第08章 字符串和正则表达式

目录第8章字符串和正则表达式 (2)8.1 System.String类 (2)8.1.1 创建字符串 (3)8.1.2 StringBuilder成员 (5)8.1.3 格式化字符串 (6)8.2 正则表达式 (11)8.2.1 正则表达式概述 (11)8.2.2 RegularExpressionsPlayaround示例 (11)8.2.3 显示结果 (14)8.2.4 匹配、组合和捕获 (15)8.3 小结 (16)第8章字符串和正则表达式在本书的第一部分，我们一直在使用字符串，并说明C#中string关键字的映射实际上指向.NET 基类System.String。

System.String是一个功能非常强大且用途非常广泛的基类，但它不是.NET中唯一与字符串相关的类。

本章首先复习一下System.String的特性，再介绍如何使用其他的.NET类来处理字符串，特别是System.Text 和System.Text.Regular Expressions命名空间中的类。

本章主要介绍下述内容：●创建字符串：如果多次修改一个字符串，例如，在显示字符串或将其传递给其他方法或应用程序前，创建一个较长的字符串，String类就会变得效率低下。

对于这种情况，应使用另一个类System.Text.StringBuilder，因为它是专门为这种情况设计的。

●格式化表达式：这些表达式将用于后面几章中的Console.WriteLine()方法。

格式化表达式使用两个有效的接口IFormatProvider和IFormattable来处理。

在自己的类上执行这两个接口，就可以定义自己的格式化序列，这样，Console.WriteLine()和类似的类就可以以指定的方式显示类的值。

●正则表达式：.NET还提供了一些非常复杂的类来识别字符串，或从长字符串中提取满足某些复杂条件的子字符串。

例如，找出字符串中重复出现的某个字符或一组字符，或者找出以s开头、且至少包含一个n的所有单词，或者找出遵循雇员ID或社会安全号码约定的字符串。

虽然可以使用String 类，编写方法来执行这类处理，但这类方法编写起来比较繁琐，而使用System.Text.RegularExpressions 命名空间中的类就比较简单，System.Text. RegularExpressions专门用于执行这类处理。

8.1 System.String类在介绍其他字符串类之前，先快速复习一下String类上一些可用的方法。

System.String是一个类，专门用于存储字符串，允许对字符串进行许多操作。

由于这种数据类型非常重要，C#提供了它自己的关键字和相关的语法，以便于使用这个类来处理字符串。

使用运算符重载可以连接字符串：C#这个类可以完成许多常见的任务，例如替换字符、删除空白和把字母变成大写形式等。

可用的方法如表8-1所示。

注意：这个表并不完整，但可以让您明白字符串所提供的功能。

8.1.1 创建字符串如上所述，string类是一个功能非常强大的类，它执行许多很有用的方法。

但是，string类存在一个问题：重复修改给定的字符串，效率会很低，它实际上是一个不可变的数据类型，一旦对字符串对象进行了初始化，该字符串对象就不能改变了。

表面上修改字符串内容的方法和运算符实际上是创建guys at Wrox Press. "。

注意句号后面有一个空格。

此时.NET 运行库会为该字符串分配足够的内存来保存这个文本(39个字符)，再设置变量greetingText，表示这个字符串实例。

从语法上看，下一行代码是把更多的文本添加到字符串中。

实际上并非如此，而是创建一个新字符串实例，给它分配足够的内存，以保存合并起来的文本(共103个字符)。

最初的文本"Hello from all the people at Wrox Press."复制到这个新字符串中，再加上额外的文本"We do hope you enjoy this book as much as we enjoyed writing it."。

然后更新存储在变量greetingText中的地址，使变量正确地指向新的字符串对象。

旧的字符串对象被撤销了引用-- 不再有变量引用它，下一次垃圾收集器清理应用程序中所有未使用的对象时，就会删除它。

这本身还不坏，但假定要对这个字符串加密，在字母表中，用ASCII码中的字符替代其中的每个字母(标点符号除外)，作为非常简单的加密模式的一部分，就会把该字符串变成"Ifmmp gspn bmm uif hvst bu Xspy Qsftt. Xf ep ipqf zpv fokpz uijt cppl bt nvdi bt xf fokpzfe xsjujoh ju."。

完成这个任务有好几种方式，但最简单、最高效的一种(假定只使用String类)是使用String. Replace()方法，把字符串中指定的子字符串用另一个子字符串代替。

使用Replace()，加密文本的代码如下所示：char old1 = (char)i;char new1 = (char)(i+1);greetingText = greetingText.Replace(old1, new1);}Console.WriteLine("Encoded:\n" + greetingText);注意：为了简单起见，这段代码没有把Z换成A，或把z换成a。

这些字符分别编码为[和{。

Replace()以一种智能化的方式工作，在某种程度上，它并没有创建一个新字符串，除非要对旧字符串进行某些改变。

原来的字符串包含23个不同的小写字母，和3个不同的大写字母。

所以Replace()就分配一个新字符串，共26次，每个新字符串都包含103个字符。

因此加密过程需要在堆上有一个能存储总共2678个字符的字符串对象，最终将等待被垃圾收集！显然，如果使用字符串进行文字处理，应用程序就会有严重的性能问题。

为了解决这个问题，Microsoft提供了System.Text.StringBuilder类。

StringBuilder不像String那样支持非常多的方法。

在StringBuilder上可以进行的处理仅限于替换和添加或删除字符串中的文本。

但是，它的工作方式非常高效。

在使用String类构造一个字符串时，要给它分配足够的内存来保存字符串，但StringBuilder通常分配的内存会比需要的更多。

开发人员可以选择显式指定StringBuilder要分配多少内存，但如果没有显式指定，存储单元量在默认情况下就根据StringBuilder初始化时的字符串长度来确定。

它有两个主要的属性：● Length指定字符串的实际长度；● Capacity是字符串占据存储单元的最大长度。

对字符串的修改就在赋予StringBuilder实例的存储单元中进行，这就大大提高了添加子字符串和替换单个字符的效率。

删除或插入子字符串仍然效率低下，因为这需要移动随后的字符串。

只有执行扩展字符串容量的操作，才需要给字符串分配新内存，才可能移动包含的整个字符串。

在添加额外的容量时，从经验来看，StringBuilder如果检测到容量超出，且容量没有设置新值，就会使自己的容量翻倍。

例如，如果使用StringBuilder对象构造最初的欢迎字符串，可以编写下面的代码：StringBuilder greetingBuilder =new StringBuilder("Hello from all the guys at Wrox Press. ", 150);greetingBuilder.AppendFormat("We do hope you enjoy this book asmuch as we enjoyedwriting it");注意：为了使用StringBuilder类，需要在代码中引用System.Text。

在这段代码中，为StringBuilder设置的初始容量是150。

最好把容量设置为字符串可能的最大长度，确保StringBuilder不需要重新分配内存，因为其容量足够用了。

理论上，可以设置尽可能大的数字，足够给该容量传送一个int，但如果实际上给字符串分配20亿个字符的空间(这是StringBuilder 实例允许拥有的最大理论空间)，系统就可能会没有足够的内存。

执行上面的代码，首先创建一个StringBuilder对象，如图8-1所示。

图8-1在调用Append()方法时，其他文本就放在空的空间中，不需要分配更多的内存。

但是，多次替换文本才能获得使用StringBuilder所带来的性能提高。

例如，如果要以前面的方式加密文本，就可以执这段代码使用了StringBuilder.Replace()方法，它的功能与String.Replace()一样，但不需要在过程中复制字符串。

在上述代码中，为存储字符串而分配的总存储单元是150个字符，用于StringBuilder 实例以及在最后一个Console.WriteLine()语句中执行字符串操作期间分配的内存。

一般，使用StringBuilder可以执行字符串的操作，String可以存储字符串或显示最终结果。

8.1.2 StringBuilder成员前面介绍了StringBuilder的一个构造函数，它的参数是一个初始字符串及该字符串的容量。

还有几个其他的StringBuilder构造函数，例如，可以只提供一个字符串：或者用给定的容量创建一个空的StringBuilder：除了前面介绍的Length 和Capacity属性外，还有一个只读属性MaxCapacity，它表示对给定的StringBuilder实例的容量限制。

在默认情况下，这由int.MaxValue给定(大约20亿，如前所述)。

但在构造StringBuilder对象时，也可以把这个值设置为较低的值：主要的StringBuilder方法如表8-2所示。

表8-2其中一些方法还有几种格式的重载方法。

注意：AppendFormat()实际上会在调用Console.WriteLine()时调用，它负责确定所有像{0:D}的格式化表达式应使用什么表达式替代。

下一节讨论这个问题。

不能把StringBuilder转换为String(隐式转换和显式转换都不行)。

如果要把StringBuilder的内容输出为String，唯一的方式是使用ToString()方法。

前面介绍了StringBuilder类，说明了使用它提高性能的一些方式。