Question

我总是想知道什么是可变性。为什么.net设计人员只开发了stringbuilder类来实现字符串类的可变性。考虑到int＆amp;而不是int的intbuilder无论数据类型如何，字符串都以完全相同的方式实现。

Answer 1

许多其他语言为字符串提供了类似的设计：带有StringBuffer和StringBuilder的Java，带有StringBuilder的Scala，带有MutableString though there are other, beter solutions in Python的Python。在C ++中，字符串是可变的，因此不需要构建器。

构建器存在字符串的原因是：

许多语言将字符串定义为不可变的（任何更改都需要内存中的新对象）
字符串趋势比较大，比int大得多
[1]和[2]合并导致效率低下

构造函数不存在于int：

它本身就是简单的数据结构
大多数CPU都有优化的指令来处理简单的数字（添加，带走等）
大多数CPU只需一个或几个周期就可以使用寄存器或快速CPU缓存来高效处理[2]指令
[2]和[3]结合起来消除了对优化的需求
几乎没有必要改变int本身，但是，如果需要，可以使用BitConverter或binary shift operations

Answer 2

为了帮助您了解为什么没有IntBuilder（LongBuilder，DecimalBuilder等），请考虑在设计这些类时，您将对这些类进行哪些操作。关于一个数字很少“建立”：与字符串不同，你可以追加，插入和删除，数字只能用新数字替换。

请注意，即使在新值基于旧值（例如，假设为Add的{{1}}或Multiply方法）的情况下，它基本上也是< em> replacement 操作，因为IntBuilder可以包含单个值。因此，您的IntBuilder最终会看起来像这样：

IntBuilder

这就是你需要一个可变的class IntBuilder { public int Value { get; set; } }。也许一组很好的Int32，ToString和Equals覆盖也很有用;也许，某些转化运算符让您在某些情况下将GetHashCode视为IntBuilder也会派上用场。但是，在上面的实现中捕获了该类的本质：所有其他“构建”操作都可以使用int上Value的分配进行建模。但这不是一个有用的课程，原因有两个：

您可以使用原始IntBuilder来改变单个方法范围内的整数，并且
如果必须在其他方法中实现突变，则可以通过引用传递原始int。

Answer 3

（这个问题必须重复，但我找不到。）

您提出错误的问题，我们都希望大多数值类型都是不可变的，并且期望所有基本类型都是值类型。但是string是一种基本类型，它是一种引用类型。

请参阅＆＃34; In C#, why is String a reference type that behaves like a value type?＆＃34;，＆＃34; Is string a value type or a reference type？＆＃34;和＆＃34; Why is string a reference type?＆＃34;对于C＃设计团队试图解决的问题。

（大多数编程语言都很难将字符串放入类型系统中。）

Answer 4

我认为你不考虑的是现代的记忆   电脑工作。

当你要求操作系统给你一些内存来存储数据时（如   string）该空间可以在内存地址空间中的任何位置......

所以，我们假设您要求操作系统存储10个字符的字符串（10 *   2个字节= 20个字节），所以你有20个字节，你放置你的   那里的字符串数据。

现在程序员认为，让我们在结尾处放置另一个角色   那个10个字符的字符串...所以你要求OS另外2个字节（a   单个字符）但发现那两个额外的字节位于   内存中的一些通用和随机位置....问题;你不能   一个地方有10个字符而另一个地方有1个字符......所以   每次增加字符串的字符串大小时解决这个问题   销毁后，从内存池中请求总长度。

Basic也这样做它只是透明的。你的字符串是   被摧毁，你只是没有基本的记忆指针，所以不要   通知。

这是一个类似的帮助（我能想到最好的）。

您和一些朋友去TicketMaster网站尝试购买5   最新音乐会门票;你有座位编号523,524，   525,526和527.然后你的另一个朋友建议他们想要   来也是......所以你再次去了TicketMaster网站   希望你能买到座位528或522，这样你就可以坐在旁边   另一个......但该网站不会让你选择你想坐的地方。

这让你有两个选择。要么取消所有朋友的座位   并重新预订所有六个人或将最后一个人安排在其他地方......但是如果   你把它们放在其他地方，你可能很难找到它们   之后...所以你决定选择第一个选项并取消和   重新预订完整的号码。

来自Link我在OP的问题下发布了。

修改：

http://www.programcreek.com/2013/04/why-string-is-immutable-in-java/解释为什么字符串是不可变的。这包括：

字符串池中的要求：

字符串池（String intern pool）是方法区域中的特殊存储区域。创建字符串并且池中已存在该字符串时，将返回现有字符串的引用，而不是创建新对象并返回其引用。

缓存哈希码：

字符串的哈希码经常在Java中使用。例如，在HashMap中。不可变保证哈希码总是相同的，因此它可以兑现而不用担心更改。这意味着，每次使用时都不需要计算哈希码。这样效率更高。

促进使用其他物品：

为了具体化，请考虑以下程序：

HashSet<String> set = new HashSet<String>(); set.add(new String("a")); set.add(new String("b")); set.add(new String("c")); for(String a: set) a.value = "a";

在此示例中，如果String是可变的，则可以更改其值，这将违反set的设计（set包含非重复元素）。这个例子是为了简单起见而设计的，在真正的String类中没有值字段。

安全

String被广泛用作许多java类的参数，例如网络连接，打开文件等。字符串不是不可变的，连接或文件将被更改并导致严重的安全威胁。该方法认为它连接到一台机器，但事实并非如此。可变字符串也可能导致Reflection中的安全问题，因为参数是字符串。

不可变对象自然是线程安全的

因为无法更改不可变对象，所以可以在多个线程之间自由共享它们。这消除了进行同步的要求。

总之，为了提高效率和安全性，String被设计为不可变的。这也是为什么不可变类通常是首选的原因。

我还想澄清一下，这个答案可以参考多种编程语言。

Answer 5

每次生成一个字符串时，都会在堆中创建一个新实例，而int通常是在堆栈上完成操作

// increment int in loop
int c = 10;
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
    c += 5;
}
Console.WriteLine("c: {0}", c);

c是堆栈上的变量，增量将替换值而不使用额外的内存。

相反：

// concat string in loop
string acc = "";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
    acc += "A";
}
Console.WriteLine("acc: {0}", acc);

这会在堆上创建1（string acc = "";）+ 100（acc += "A";）= 101个新对象，每个对象使用更多内存（"A"，"AA"，"AAA"等）对GC施加更多压力，因为收集了除最后一个之外的所有这些实例。当字符串很长时，这就成了性能问题。

使用：

// concat string with StringBuilder
var sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
    sb.Append("A");
}
Console.WriteLine("sb: {0}", sb.ToString());

只创建了两个对象（StringBuilder和sb.ToString()），并在内部使用非托管内存进行追加，而无需创建新的中间字符串。只有sb.ToString()，内部未管理的字符串才会被复制到堆上的不可变字符串。

演示：https://dotnetfiddle.net/plteCr

Answer 6

为performance reasons添加了{p> StringBuilder，特定于字符串。 intbuider没有任何意义，因为int是一个简单的类型：一个可变的int是没有意义的。正如another answer中所述：

为什么只有字符串是不可变的＆amp;不是其他数据类型

6 个答案: