我刚刚在c# 2.0中写了一个字符串反向函数(即LINQ不可用)，然后想到了这个:
public string Reverse(string text)
{
char[] cArray = text.ToCharArray();
string reverse = String.Empty;
for (int i = cArray.Length - 1; i > -1; i--)
{
reverse += cArray[i];
}
return reverse;
}
就我个人而言，我并不喜欢这个功能，我相信有更好的方法来实现它。是吗?
当前回答
如果在面试中你被告知不能使用Array。反过来，我想这可能是最快的一个。它不会创建新的字符串，只迭代数组的一半以上(即O(n/2)次迭代)
public static string ReverseString(string stringToReverse)
{
char[] charArray = stringToReverse.ToCharArray();
int len = charArray.Length-1;
int mid = len / 2;
for (int i = 0; i < mid; i++)
{
char tmp = charArray[i];
charArray[i] = charArray[len - i];
charArray[len - i] = tmp;
}
return new string(charArray);
}
其他回答
从。net Core 2.1开始，有一种新的方法可以使用字符串反转字符串。创建方法。
请注意，这个解决方案不能正确处理Unicode组合字符等，因为“Les Mise\u0301rables”将被转换为“selbarésiM seL”。请参阅其他答案以获得更好的解决方案。
public static string Reverse(string input)
{
return string.Create<string>(input.Length, input, (chars, state) =>
{
state.AsSpan().CopyTo(chars);
chars.Reverse();
});
}
这实际上是将输入的字符复制到一个新字符串，并在适当的位置反转新字符串。
为什么是弦。创建有用吗?
当从现有数组创建字符串时，将分配一个新的内部数组并复制其值。否则，就有可能在创建字符串之后(在安全的环境中)对其进行变异。也就是说，在下面的代码片段中，我们必须分配一个长度为10的数组两次，一次作为缓冲区，一次作为字符串的内部数组。
var chars = new char[10];
// set array values
var str = new string(chars);
字符串。Create本质上允许我们在字符串创建期间操作内部数组。也就是说，我们不再需要缓冲区，因此可以避免分配一个字符数组。
史蒂夫·戈登在这里写了更详细的内容。在MSDN上也有一篇文章。
如何使用string.Create?
public static string Create<TState>(int length, TState state, SpanAction<char, TState> action);
该方法有三个参数:
要创建的字符串长度， 你想用来动态创建新字符串的数据， 以及从数据创建最终字符串的委托，其中第一个参数指向新字符串的内部char数组，第二个参数是传递给string. create的数据(状态)。
在委托内部，我们可以指定如何从数据中创建新字符串。在本例中，我们只是将输入字符串的字符复制到新字符串使用的Span。然后我们反转Span，因此整个字符串都反转了。
基准
为了比较我提出的反转字符串的方法与已接受的答案，我使用BenchmarkDotNet编写了两个基准测试。
public class StringExtensions
{
public static string ReverseWithArray(string input)
{
var charArray = input.ToCharArray();
Array.Reverse(charArray);
return new string(charArray);
}
public static string ReverseWithStringCreate(string input)
{
return string.Create(input.Length, input, (chars, state) =>
{
state.AsSpan().CopyTo(chars);
chars.Reverse();
});
}
}
[MemoryDiagnoser]
public class StringReverseBenchmarks
{
private string input;
[Params(10, 100, 1000)]
public int InputLength { get; set; }
[GlobalSetup]
public void SetInput()
{
// Creates a random string of the given length
this.input = RandomStringGenerator.GetString(InputLength);
}
[Benchmark(Baseline = true)]
public string WithReverseArray() => StringExtensions.ReverseWithArray(input);
[Benchmark]
public string WithStringCreate() => StringExtensions.ReverseWithStringCreate(input);
}
下面是我的测试结果:
| Method | InputLength | Mean | Error | StdDev | Gen 0 | Allocated |
| ---------------- | ----------- | -----------: | ---------: | --------: | -----: | --------: |
| WithReverseArray | 10 | 45.464 ns | 0.4836 ns | 0.4524 ns | 0.0610 | 96 B |
| WithStringCreate | 10 | 39.749 ns | 0.3206 ns | 0.2842 ns | 0.0305 | 48 B |
| | | | | | | |
| WithReverseArray | 100 | 175.162 ns | 2.8766 ns | 2.2458 ns | 0.2897 | 456 B |
| WithStringCreate | 100 | 125.284 ns | 2.4657 ns | 2.0590 ns | 0.1473 | 232 B |
| | | | | | | |
| WithReverseArray | 1000 | 1,523.544 ns | 9.8808 ns | 8.7591 ns | 2.5768 | 4056 B |
| WithStringCreate | 1000 | 1,078.957 ns | 10.2948 ns | 9.6298 ns | 1.2894 | 2032 B |
正如你所看到的，使用ReverseWithStringCreate，我们只分配了ReverseWithArray方法使用的一半内存。
首先，你不需要调用ToCharArray，因为字符串已经可以被索引为char数组，所以这将节省你的分配。
下一个优化是使用StringBuilder来防止不必要的分配(因为字符串是不可变的，连接它们每次都会复制一个字符串)。为了进一步优化这一点，我们预先设置了StringBuilder的长度，这样它就不需要扩展它的缓冲区。
public string Reverse(string text)
{
if (string.IsNullOrEmpty(text))
{
return text;
}
StringBuilder builder = new StringBuilder(text.Length);
for (int i = text.Length - 1; i >= 0; i--)
{
builder.Append(text[i]);
}
return builder.ToString();
}
编辑:性能数据
我使用Array测试了这个函数和这个函数。用下面的简单程序进行反向，其中Reverse1是一个函数，Reverse2是另一个函数:
static void Main(string[] args)
{
var text = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
// pre-jit
text = Reverse1(text);
text = Reverse2(text);
// test
var timer1 = Stopwatch.StartNew();
for (var i = 0; i < 10000000; i++)
{
text = Reverse1(text);
}
timer1.Stop();
Console.WriteLine("First: {0}", timer1.ElapsedMilliseconds);
var timer2 = Stopwatch.StartNew();
for (var i = 0; i < 10000000; i++)
{
text = Reverse2(text);
}
timer2.Stop();
Console.WriteLine("Second: {0}", timer2.ElapsedMilliseconds);
Console.ReadLine();
}
事实证明，对于短字符串数组。反向方法大约是上面方法的两倍，对于更长的字符串，差异甚至更明显。已知这个数组。反向法既简单又快，我建议你用那个而不是这个。我把这个留在这里只是为了表明这不是你应该做的方式(让我很惊讶!)
如果你可以使用LINQ(。NET Framework 3.5+)而不是只跟随一行代码就可以得到简短的代码。不要忘记添加using System.Linq;来访问Enumerable。相反:
public string ReverseString(string srtVarable)
{
return new string(srtVarable.Reverse().ToArray());
}
注:
不是最快的版本——根据马丁·尼德尔的说法，比最快的版本慢了5.7倍。 这段代码和许多其他选项一样，完全忽略了所有类型的多字符组合，因此只能在家庭作业和不包含此类字符的字符串中使用。有关正确处理此类组合的实现，请参阅本问题中的另一个答案。
因为我喜欢两个答案-一个是使用字符串。创建，因此高性能和低分配和另一个正确性-使用StringInfo类，我决定需要一种组合方法。这是最终的字符串反转方法:)
private static string ReverseString(string str)
{
return string.Create(str.Length, str, (chars, state) =>
{
var enumerator = StringInfo.GetTextElementEnumerator(state);
var position = state.Length;
while (enumerator.MoveNext())
{
var cluster = ((string)enumerator.Current).AsSpan();
cluster.CopyTo(chars.Slice(position - cluster.Length));
position -= cluster.Length;
}
});
}
还有一种更好的方法，使用StringInfo类的方法，它通过只返回索引来跳过Enumerator的大量字符串分配。
private static string ReverseString(string str)
{
return string.Create(str.Length, str, (chars, state) =>
{
var position = 0;
var indexes = StringInfo.ParseCombiningCharacters(state); // skips string creation
var stateSpan = state.AsSpan();
for (int len = indexes.Length, i = len - 1; i >= 0; i--)
{
var index = indexes[i];
var spanLength = i == len - 1 ? state.Length - index : indexes[i + 1] - index;
stateSpan.Slice(index, spanLength).CopyTo(chars.Slice(position));
position += spanLength;
}
});
}
与LINQ解决方案相比的一些基准测试:
String length 20:
LINQ Mean: 2,355.5 ns Allocated: 1440 B
string.Create Mean: 851.0 ns Allocated: 720 B
string.Create with indexes Mean: 466.4 ns Allocated: 168 B
String length 450:
LINQ Mean: 34.33 us Allocated: 22.98 KB
string.Create Mean: 19.13 us Allocated: 14.98 KB
string.Create with indexes Mean: 10.32 us Allocated: 2.69 KB
这是一个非常棘手的问题。
我推荐使用Array。大多数情况下是反向的，因为它是原生编码的，维护和理解非常简单。
在我测试的所有情况下，它似乎都优于StringBuilder。
public string Reverse(string text)
{
if (text == null) return null;
// this was posted by petebob as well
char[] array = text.ToCharArray();
Array.Reverse(array);
return new String(array);
}
对于特定长度的字符串，使用Xor的第二种方法更快。
public static string ReverseXor(string s)
{
if (s == null) return null;
char[] charArray = s.ToCharArray();
int len = s.Length - 1;
for (int i = 0; i < len; i++, len--)
{
charArray[i] ^= charArray[len];
charArray[len] ^= charArray[i];
charArray[i] ^= charArray[len];
}
return new string(charArray);
}
注意:如果你想支持完整的Unicode UTF16字符集，请阅读此。而是使用那里的实现。它可以通过使用上述算法之一进一步优化，并在反转字符后遍历字符串以清理它。
下面是StringBuilder和Array之间的性能比较。逆向和异或法。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
namespace ConsoleApplication4
{
class Program
{
delegate string StringDelegate(string s);
static void Benchmark(string description, StringDelegate d, int times, string text)
{
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (int j = 0; j < times; j++)
{
d(text);
}
sw.Stop();
Console.WriteLine("{0} Ticks {1} : called {2} times.", sw.ElapsedTicks, description, times);
}
public static string ReverseXor(string s)
{
char[] charArray = s.ToCharArray();
int len = s.Length - 1;
for (int i = 0; i < len; i++, len--)
{
charArray[i] ^= charArray[len];
charArray[len] ^= charArray[i];
charArray[i] ^= charArray[len];
}
return new string(charArray);
}
public static string ReverseSB(string text)
{
StringBuilder builder = new StringBuilder(text.Length);
for (int i = text.Length - 1; i >= 0; i--)
{
builder.Append(text[i]);
}
return builder.ToString();
}
public static string ReverseArray(string text)
{
char[] array = text.ToCharArray();
Array.Reverse(array);
return (new string(array));
}
public static string StringOfLength(int length)
{
Random random = new Random();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < length; i++)
{
sb.Append(Convert.ToChar(Convert.ToInt32(Math.Floor(26 * random.NextDouble() + 65))));
}
return sb.ToString();
}
static void Main(string[] args)
{
int[] lengths = new int[] {1,10,15,25,50,75,100,1000,100000};
foreach (int l in lengths)
{
int iterations = 10000;
string text = StringOfLength(l);
Benchmark(String.Format("String Builder (Length: {0})", l), ReverseSB, iterations, text);
Benchmark(String.Format("Array.Reverse (Length: {0})", l), ReverseArray, iterations, text);
Benchmark(String.Format("Xor (Length: {0})", l), ReverseXor, iterations, text);
Console.WriteLine();
}
Console.Read();
}
}
}
以下是调查结果:
26251 Ticks String Builder (Length: 1) : called 10000 times.
33373 Ticks Array.Reverse (Length: 1) : called 10000 times.
20162 Ticks Xor (Length: 1) : called 10000 times.
51321 Ticks String Builder (Length: 10) : called 10000 times.
37105 Ticks Array.Reverse (Length: 10) : called 10000 times.
23974 Ticks Xor (Length: 10) : called 10000 times.
66570 Ticks String Builder (Length: 15) : called 10000 times.
26027 Ticks Array.Reverse (Length: 15) : called 10000 times.
24017 Ticks Xor (Length: 15) : called 10000 times.
101609 Ticks String Builder (Length: 25) : called 10000 times.
28472 Ticks Array.Reverse (Length: 25) : called 10000 times.
35355 Ticks Xor (Length: 25) : called 10000 times.
161601 Ticks String Builder (Length: 50) : called 10000 times.
35839 Ticks Array.Reverse (Length: 50) : called 10000 times.
51185 Ticks Xor (Length: 50) : called 10000 times.
230898 Ticks String Builder (Length: 75) : called 10000 times.
40628 Ticks Array.Reverse (Length: 75) : called 10000 times.
78906 Ticks Xor (Length: 75) : called 10000 times.
312017 Ticks String Builder (Length: 100) : called 10000 times.
52225 Ticks Array.Reverse (Length: 100) : called 10000 times.
110195 Ticks Xor (Length: 100) : called 10000 times.
2970691 Ticks String Builder (Length: 1000) : called 10000 times.
292094 Ticks Array.Reverse (Length: 1000) : called 10000 times.
846585 Ticks Xor (Length: 1000) : called 10000 times.
305564115 Ticks String Builder (Length: 100000) : called 10000 times.
74884495 Ticks Array.Reverse (Length: 100000) : called 10000 times.
125409674 Ticks Xor (Length: 100000) : called 10000 times.
对于短字符串，Xor似乎更快。
