字符和字符串

概述

在C#编程语言中，对于文本而言，分为字符和字符串。使用char来声明字符类型的变量，而使用string来声明字符串类型的变量。

下面我们详细讲解字符与字符串的使用和区别。

字符

C#语言中，字符(char)类型被一对单引号括起来，其中只能包含任意单个字符(这里的任意字符表示可以为字母，数字，汉字，空格，特殊符号等等)，字符声明如下：

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            char a = 'a';           // 小写字母a
            char A = 'A';           // 大写字母A
            char one = '1';         // 数字1
            char dot = '.';         // 特殊符号(.)
            char star = '*';        // 特殊符号(*)
            char space = ' ';       // 空格
            char firstName = '刘';  // 汉字
            // ...
            char error = 'AB';      // 语法错误（一个字符变量只能包含单个字符）
        }
    }
}

字符串

在C#中，字符串是用来表示文本的一系列字符。它可以是用双引号括起来的一个字符、一个单词或一长段字符。以下是字符串字面量：

"A"
"Hello"
"你好，世界"

C#语言提供了string的类型来存储字符串。字符串类型的变量可以声明和赋值字符串文字，如下所示：

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string a = "a";           // 小写字母a
            string A = "A";           // 大写字母A
            string one = "1";         // 数字1
            string dot = ".";         // 特殊符号(.)
            string star = "*";        // 特殊符号(.)
            string space = " ";       // 空格
            string firstName = "刘";  // 汉字
            string hello = "Hello";   // 单词
            string sentence = "这是一个完整字符串句子的示例。";
        }
    }
}

一个字符串变量的最大存储长度约为10亿个字符(大约2G大小存储空间)。然而，实际的最大存储长度与计算机的内存和CPU有一定的关系。

思考：字符和字符串的区别是什么呢？

在C#中，有两种声明字符串变量的方式，分别为使用关键字string声明和使用System.String类声明，这两种声明的字符串变量并无区别，如下：

string hello1 = "Hello";            // 使用关键字string声明字符串变量
System.String hello2 = "Hello";     // 使用关键字System.String声明字符串变量

回顾：如果你还记得我们之前学过的《C#隐式类型变量》，尝试使用关键字var声明一个字符串类型的变量应该如何编写呢？

在C#语言中，一个字符串本质上是一组字符的集合，所以，我们还可以使用字符数组来创建一个字符串，如下示例：

char[] arr = new[] {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
string hello = new string(arr);
Console.WriteLine(hello);       // 输出结果：Hello

注：由于我们还未学习数组等知识，这里的由字符数组创建字符串的方式作为了解，后续课程将深入学习。

特殊字符

现实世界中的文本可以包含任何字符。但在C#语言中，因为字符串是用双引号括起来的，所以不能直接包含双引号，如下的写法是错误的：

string hello = "Hello, this is a "string" in C#.";

在C#语言中，像\,\n,\r,\t,",'等被称为特殊符号，字符串中的特殊符号需使用转义符\进行转换，比如上面的字符串通过转义符转义：

string hello = "Hello, this is a \"string\" in C#.";
Console.WriteLine(hello);

输出结果为：

Hello, this is a "string" in C#.

在Windows操作系统中，存储在磁盘上的资源都有一个具体的路径，字符串表示为：D:\Program Files\Visual Studio\Dev.exe。此字符串中包含了转义字符\，如果直接在C#中作为变量的值是不允许的，如下的会报错：

string path = "D:\Program Files\Visual Studio\Dev.exe";

编译器报错如下图所示：

编译器报错：无法识别的转义序列

这时就需要使用到上面介绍的转义字符\来处理，如下：

string path = "D:\\Program Files\\Visual Studio\\Dev.exe";
Console.WriteLine(path);

输出结果为：

D:\Program Files\Visual Studio\Dev.exe

在C#语言中，除了使用转义字符\对特殊符号进行转义外，还可以用@符号对部分特殊符号进行转义，它被放在字符串变量的左边双引号前面。比如上面的磁盘路径，如果用\符号转义，需要对每个斜杠\进行处理，而用@符号的转义如下：

string path = @"D:\Program Files\Visual Studio\Dev.exe";

试一试：

string path = @"D:\\Program Files\\Visual Studio\\Dev.exe";`

请动手试一试以上这条语句输出的结果是什么？

以@符号开头的字符串变量中，还支持多行文本，如下：

string path = @"这是一个
多行文本
的示例";
Console.WriteLine(path);

输出结果：

这是一个
多行文本
的示例

如果不使用@进行转义，则编译器会报错，如下图：

温馨提示：C#中的转义符\或@的意义在于告诉编译：“字符串中的特殊符号请保留原样”。

请注意，在字符串中必须使用反斜杠(\)来转义双引号。@只用于C#中的特殊字符，示例如下：

string text1 = @"这是一段C#中关于"转义符"使用的字符串"; // 错误
string text2 = @"这是一段C#中关于\"转义符使\"用的字符串"; // 错误
string text3 = "这是一段C#中关于"转义符使"用的字符串"; // 错误
string text4 = "这是一段C#中关于\"转义符\"使用的字符串"; // 正确

字符串连接

1.加号拼接

在C#语言中，可以使用操作符加号(+)来连接两个或者多个字符串，使用其连接成一个新的字符串，如下示例：

string firstName = "Rector";
string lastName = "Liu";
string fullName = firstName + " " + lastName;
Console.WriteLine(fullName); // 输出结果为：Rector Liu

字符串在C#中是不可变的，也就是说它是只读的，一旦在内存中创建，就不能更改。每次对字符串进行拼接后，.NET CLR将为拼接的字符串创建一个新的内存位置。因此，如果拼接的字符串超过5个，建议使用StringBuilder而不是string。

字符串之间的+操作是字符串拼接在一起，而数字之间的加(+)操作是将两个数字相加。

试一试：

string num1 = "2";
string num2 = "3";
string sum = num1 + num2;
Console.WriteLine(sum);

请尝试运行以上代码片段，看一看运行后得到的sum的值是多少呢？

2.字符串格式化

C#中，字符串拼接除了可以使用操作符加号(+)外，还可以使用字符串格式化方法string.Format()。

string.Format()方法的作用是根据指定的格式将对象的值转换为字符串，并将其插入到另一个字符串中。

string.Format()的基本语法为：

string var1= string.Format("<{0}><{1}><N>",para0,para1,...,paraN)

其中的{0},{1},{N}均表示点位符，C#编译器在编译的时候会自动将para0的值填充到{0}的位置，将para2的值填充到{1}的位置，依此类推。

使用示例如下：

using System;
namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string firstName = "Rector";
            string lastName = "Liu";
            string language = "C#";
            string hello = string.Format("大家好，我是{0} {1}，欢迎来到{2}的世界。", firstName, lastName, language);
            Console.WriteLine(hello);       // 大家好，我是Rector Liu，欢迎来到C#的世界。
        }
    }
}

string.Format()方法还有很多重载方法，还支持不同数据类型的格式化等等。后续用到string.Format()方法时再详细讲解，这里只做了解即可。

3.字符串插值法

C# 6.0以后，新增了字符串插值法的特性，其使用语法为：

string var1= $"<{变量1}><{变量2}><{变量N}>";

字符串插值法：定义变量时，以$符号作为赋值语句的开头，使用一对大括号将变量括起来。

使用示例如下：

using System;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string firstName = "Rector";
            string lastName = "Liu";
            string language = "C#";
            string hello = $"大家好，我是{firstName} {lastName}，欢迎来到{language}的世界。";
            Console.WriteLine(hello);       // 大家好，我是Rector Liu，欢迎来到C#的世界。
        }
    }
}

注：在字符串插值法中，如果需要在字符串输出大括号时，请输入{{或者}}，如下：

string hello = $"你好，{{世界}}。";
Console.WriteLine(hello); // 你好，{世界}。