C#常考随笔2：函数中多次使用string的+=处理，为什么会产生大量内存垃圾（垃圾碎片），有什么好的方法可以解决？

在 C# 中，由于string类型是不可变的，当在函数中多次使用+=操作符来拼接字符串时，每次操作都会创建一个新的string对象，旧的对象则成为垃圾对象，这会导致大量的内存分配和垃圾回收，产生内存垃圾和碎片。

在需要多次拼接字符串的场景中，优先使用StringBuilder类，并根据情况预分配容量，或者使用string.Join方法，减少内存垃圾的产生。

1. 使用StringBuilder类

StringBuilder类是一个可变的字符串类型，它内部维护了一个字符数组，当需要追加字符串时，会在这个数组上进行操作，而不是像string那样每次都创建新的对象。因此，使用StringBuilder可以显著减少内存分配和垃圾回收的开销。

示例代码：

using System;
using System.Text;

class Program
{
    static void Main()
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            sb.Append(i.ToString());
        }
        string result = sb.ToString();
        Console.WriteLine(result);
    }
}

2. 预分配StringBuilder的容量

在创建StringBuilder对象时，可以预先指定其容量，这样可以避免在追加字符串时频繁地进行数组扩容操作，进一步提高性能。

示例代码：

using System;
using System.Text;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 假设最终字符串长度大约为 5000
        StringBuilder sb = new StringBuilder(5000); 
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            sb.Append(i.ToString());
        }
        string result = sb.ToString();
        Console.WriteLine(result);
    }
}

3. 使用string.Join方法

如果需要将一个字符串数组或集合中的元素拼接成一个字符串，可以使用string.Join方法。string.Join方法会根据元素的数量和长度预先计算所需的内存空间，然后一次性分配，避免了多次创建string对象。

示例代码：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<string> stringList = new List<string>();
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            stringList.Add(i.ToString());
        }
        string result = string.Join("", stringList);
        Console.WriteLine(result);
    }
}