文字列演算子「+」はとても単純ですか？

C＃言語仕様では、文字列演算子「+」に3つのオーバーロードが提供されています。

string operator + (string x, string y)

string operator + (string x, object y)

string operator + (object x, string y)

文字列連結のオペランドの1つがNULLの場合、空の文字列が挿入されます。それ以外の場合、文字列ではない引数は、ToString仮想メソッドを呼び出すことによって文字列として表されます。 ToStringメソッドがNULLを返す場合、空の文字列が挿入されます。仕様によれば、この操作は決してNULLを返さないことに注意してください。

演算子の説明は十分に明確ですが、Stringクラスの実装を見ると、2つの演算子「==」と「！=」のみの明確な定義が見つかります。合理的な疑問が生じます：文字列の連結の舞台裏で何が起こるのでしょうか？コンパイラは文字列演算子「+」をどのように処理しますか？

この質問への答えは、それほど難しくないことがわかりました。静的なString.Concatメソッドを詳しく見てみましょう。 String.Concatメソッドは、Stringクラスの1つ以上のインスタンスを結合するか、Objectの1つ以上のインスタンスのString値として表示します。このメソッドには次のオーバーロードがあります：

public static String Concat (String str0, String str1)

public static String Concat (String str0, String str1, String str2)

public static String Concat (String str0, String str1, String str2, String str3)

public static String Concat (params String[] values)

public static String Concat (IEnumerable <String> values)



public static String Concat (Object arg0)

public static String Concat (Object arg0, Object arg1)

public static String Concat (Object arg0, Object arg1, Object arg2)

public static String Concat (Object arg0, Object arg1, Object arg2, Object arg3, __arglist)



public static String Concat <T> (IEnumerable <T> values)

詳細

次の式s=a + bがあるとします。ここで、aとbは文字列です。コンパイラはそれをConcat静的メソッドの呼び出しに変換します。つまり

s = string.Concat (a, b)

C＃言語の他の加算操作と同様に、文字列連結操作は左連想です。

2行ですべてが明確ですが、さらに行がある場合はどうなりますか？操作の左結合性を考えると、式s =a + b + cは、次のように置き換えることができます。

s = string.Concat(string.Concat (a, b), c)

ただし、3つの引数を取るオーバーロードを考えると、次のように変換されます。

s = string.Concat (a, b, c)

同様の状況は、4つのストリングの連結です。 5つ以上の文字列を連結するには、string.Concatオーバーロード（params string []）があるため、配列のメモリ割り当てに関連するオーバーヘッドを考慮する必要があります。

文字列連結演算子は完全に結合的であることにも注意してください。 ：文字列を連結する順序は重要ではないため、連結実行の優先順位が明示的に示されているにもかかわらず、式s =a +（b + c）は次のように処理されます。

s = (a + b) + c = string.Concat (a, b, c)

期待の代わりに：

s = string.Concat (a, string.Concat (b, c))

したがって、前述のことを要約すると、文字列の連結操作は常に左から右に表され、静的なString.Concatメソッドを呼び出します。

リテラル文字列用のコンパイラの最適化

C＃コンパイラには、リテラル文字列に関連する最適化があります。たとえば、式s =“ a” +“ b” + cは、“ +”演算子の左結合性が与えられた場合、s =（“ a” +“ b”）+cは

s = string.Concat ("ab", c)

式s=c +“ a” +“ b”は、連結の操作の左結合法則（s =（c +“ a”）+“ b”）にもかかわらず、

s = string.Concat (c, "ab")

一般に、リテラルの位置は重要ではなく、コンパイラーは可能な限りすべてを連結してから、Concatメソッドの適切なオーバーロードを選択しようとします。式s=a +“ b” +“ c”+dはに変換されます

s = string.Concat (a, "bc", d)

空の文字列とNULL文字列に関連する最適化についても言及する必要があります。コンパイラは、空のstingを追加しても連結の結果に影響しないことを認識しているため、式s =a +“”+bはに変換されます

s = string.Concat (a, b),

期待される代わりに

s = string.Concat (a, "", b)

同様に、値がNULLであるconst文字列を使用すると、次のようになります。

const string nullStr = null;

s = a + nullStr + b;

に変換されます

s = string.Concat (a, b)

式s=a+nullStrはs=a??に変換されます。 「」、aが文字列の場合、およびstring.Concatメソッド（a）の呼び出し、aが文字列でない場合、たとえばs =17 + nullStrの場合、s =string.Concat（17）に変換されます。 。

var s1 = 17 + 17 + "abc";

var s1 = (17 + 17) + "abc"; // сalling the string.Concat method (34, "abc")

var s2 = "abc" + 17 + 17;

var s2 = ( "abc" + 17) + 17; // calling the string.Concat method ("abc", 17, 17)

string name = "Timur";

string surname = "Guev";

string patronymic = "Ahsarbecovich";

string fio = surname + name + patronymic;

var sb = new StringBuilder ();

sb.Append (surname);

sb.Append (name);

sb.Append (patronymic);

string fio = sb.ToString ();

public static string Concat (string str0, string str1, string str2)

{

if (str0 == null && str1 == null && str2 == null)

return string.Empty;

if (str0 == null)

str0 = string.Empty;

if (str1 == null)

str1 = string.Empty;

if (str2 == null)

str2 = string.Empty;

string dest = string.FastAllocateString (str0.Length + str1.Length + str2.Length); // Allocate memory for strings

string.FillStringChecked (dest, 0, str0); /

string.FillStringChecked (dest, str0.Length, str1);

string.FillStringChecked (dest, str0.Length + str1.Length, str2);

return dest;

}

String fio = new StringBuilder(String.valueOf(surname)).append(name).append (patronymic).ToString()