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# String 的新建與串接

字串中的每個字元都是由 Unicode 純量值所定義，也稱為 Unicode 程式碼點或 Unicode 字元的序數 (數值) 值。 每個程式碼點都是使用 UTF-16 編碼進行編碼，而編碼的每個專案的數值會以物件來表示 Char 。

字串是用來表示文字的連續字元集合。

String記憶體中物件的大小上限為 2 GB 或大約1000000000個字元。

字串的操作通常考量以下兩點：

1. 封裝次數
2. 記憶體消耗

## 字串物件的不變性
字串物件為「不可變」：它們在建立之後將無法變更。

所有看似會修改字串的 String 方法和 C# 運算子，實際上會以新的字串物件傳回結果。

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.

:::info
當 s1 和 s2 的內容串連以組成單一字串時，兩個原始字串將不會被修改。 += 運算子會建立新的字串，其中包含結合的內容。 新的物件會指派給變數 s1，而先前指派給 s1 的原始物件將會被釋放以進行記憶體回收，因為已經沒有其他具有其參考的變數。
:::

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

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

:::info
因為對字串的「修改」實際上是建立新的字串，建立對字串的參考時，必須特別謹慎。 如果建立對字串的參考，然後「修改」原始字串，該參考將會繼續指向原始物件，而非修改字串時所建立的新物件。
:::

String物件稱為「不可變」 (唯讀) ，因為它在建立之後無法修改其值。 出現來修改物件的方法，實際上會傳回 String String 包含修改的新物件。因為字串是不可變的，所以執行重複新增或刪除看似單一字串的字串操作常式，可能會對效能造成顯著的影響。

## 使用 StringBuilder 進行快速字串建立

可以使用 StringBuilder 類別，而不是對 String 字串值進行多次變更之作業的類別。與類別的實例不同的 String 是，物件是可變動的 StringBuilder ; 當串連、附加或刪除字串中的子字串時，會在單一字串上執行作業。當完成修改物件的值時 StringBuilder ，可以呼叫其方法，將 StringBuilder.ToString 它轉換成字串。

StringBuilder 類別會建立一個字串緩衝區，能在程式執行許多字串操作的情況下提供較佳的效能。 StringBuilder 字串也可重新指派內建字串資料類型所不支援的個別字元。

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

## 合併字串
除了StringBuilder的串接字串，下列 String 方法可用於字串串連：
* [Concat](https://docs.microsoft.com/zh-tw/dotnet/api/system.string.concat?view=net-6.0) 將一個或多個子字串合併成單一字串。
* [Join](https://docs.microsoft.com/zh-tw/dotnet/api/system.string.join?view=net-6.0) 將一個或多個子字串串連成單一元素，並在每個子字串之間加入分隔符號。
### 格式值
String.Format方法會使用複合格式功能，以某個物件或值的字串表示，取代字串中的一個或多個預留位置。 Format方法通常用來執行下列作業：
* 在字串中內嵌數值的字串表示。
* 在字串中內嵌日期和時間值的字串表示。
* 在字串中內嵌列舉值的字串表示。
* 若要在字串中內嵌支援介面之某個物件的字串表示 IFormattable 。
* 以靠右對齊或靠左對齊較大字串內欄位中的子字串。

## 動態測試結果和程式碼

Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();

string titleA = "StringBuilder";
stopWatch.Restart();
string A = null;
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    sb.Append(i);
}
A = sb.ToString();
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleA, stopWatch.Elapsed);

string titleB = "string +";
stopWatch.Restart();
string B = null;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    B += i;
}
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleB, stopWatch.Elapsed);

string titleC = "string.concat";
stopWatch.Restart();
string C = null;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    C = string.Concat(C, i);
}
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleC, stopWatch.Elapsed);

string titleD = "string.join";
stopWatch.Restart();
string D = null;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    D = string.Join("", D, i);
}
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleD, stopWatch.Elapsed);

string titleE = "string.Format";
stopWatch.Restart();
string E = null;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    E = string.Format("{0}{1}", E, i);
}
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleE, stopWatch.Elapsed);

string titleF = "Interpolation";
stopWatch.Restart();
string F = null;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    F = $"{F}{i}";
}
stopWatch.Stop();
Console.WriteLine("{0} \t 執行時間: {1}", titleF, stopWatch.Elapsed);

Console.WriteLine("\nStringBuilder 和其他方法的產出內容是否相同");
Console.WriteLine(A.Equals(B));
Console.WriteLine(A.Equals(C)); 
Console.WriteLine(A.Equals(D)); 
Console.WriteLine(A.Equals(E)); 
Console.WriteLine(A.Equals(F));