.NET/C# 编译期间能确定的相同字符串，在运行期间是相同的实例
我们知道，在编译期间相同的字符串，在运行期间就会是相同的字符串实例。然而，如果编译期间存在字符串的运算，那么在运行期间是否是同一个实例呢？
只要编译期间能够完全确定的字符串，就会是同一个实例。
字符串在编译期间能确定的运算包括：
A + B即字符串的拼接$"{A}"即字符串的内插
本文内容
- 字符串拼接
- 字符串内插
- 扩展：修改编译期间的字符串
- 参考资料
字符串拼接
对于拼接，我们不需要运行便能知道是否是同一个实例：
private const string X = "walterlv is a";
private const string Y = "逗比";
private const string Z = X + Y;
以上这段代码是可以编译通过的，因为能够写为 const 的字符串，一定是编译期间能够确定的。
字符串内插
对于字符串内插，以上代码我们不能写成 const：
错误提示为：常量的初始化必须使用编译期间能够确定的常量。
然而，这段代码不能在编译期间确定吗？实际上我们有理由认为编译器其实是能够确定的，只是编译器这个阶段没有这么去做而已。
实际上在 2017 年就有人在 GitHub 上提出了这个问题，你可以在这里看讨论：
- [Discussion] Constant string interpolation · Issue #2077 · dotnet/csharplang
- String interpolation constants · Issue #384 · dotnet/csharplang
- [Discussion] Constant string interpolation · Issue #11259 · dotnet/roslyn
但是，我们写一个程序来验证这是否是同一个实例：
using System;
namespace Walterlv.Demo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(ReferenceEquals(A, A));
Console.WriteLine(ReferenceEquals(C, C));
Console.WriteLine(ReferenceEquals(E, E));
Console.WriteLine(ReferenceEquals(G, G));
Console.ReadKey(true);
}
private static string A => $"walterlv is a {B}";
private static string B => "逗比";
private static string C => $"walterlv is a {D}";
private static string D = "逗比";
private static string E => $"walterlv is a {F}";
private static readonly string F = "逗比";
private static string G => $"walterlv is a {H}";
private const string H = "逗比";
}
}
以上代码的输出为：
False
False
False
True
也就是说，对于最后一种情况，也就是内插的字符串是常量的时候，得到的字符串是同一个实例；这能间接证明编译期间完全确定了字符串 G。
注意，其他情况都不能完全确定：
- 属性内插时一定不确定；
- 静态字段内插时，无论是否是只读的，都不能确定。（谁知道有没有人去反射改掉呢？）
我们可以通过 IL 来确定前面的间接证明（代码太长，我只贴出来最重要的 G 字符串，以及一个用来比较的 E 字符串）：
.method private hidebysig static specialname string
get_G() cil managed
{
.maxstack 8
// [22 36 - 22 56]
IL_0000: ldstr "walterlv is a 逗比"
IL_0005: ret
}
.method private hidebysig static specialname string
get_E() cil managed
{
.maxstack 8
// [20 36 - 20 56]
IL_0000: ldstr "walterlv is a "
IL_0005: ldsfld string Walterlv.Demo.Roslyn.Program::F
IL_000a: call string [System.Runtime]System.String::Concat(string, string)
IL_000f: ret
}
可以发现，实际上 G 已经在编译期间完全确定了。
扩展：修改编译期间的字符串
前面我们说到可以在编译期间完全确定的字符串。呃，为什么一定要抬杠额外写一节呢？
下面我们修改编译期间确定的字符串，看看会发生什么：
static unsafe void Main(string[] args)
{
// 这里的 G 就是前面定义的那个 G。
Console.WriteLine("walterlv is a 逗比");
Console.WriteLine(G);
fixed (char* ptr = "walterlv is a 逗比")
{
*ptr = 'W';
}
Console.WriteLine("walterlv is a 逗比");
Console.WriteLine(G);
Console.ReadKey(true);
}
运行结果是：
walterlv is a 逗比
walterlv is a 逗比
Walterlv is a 逗比
Walterlv is a 逗比
虽然我们看起来只是在修改我们自己局部定义的一个字符串，但是实际上已经修改了另一个常量以及属性 G。
少年，使用指针修改字符串是很危险的！鬼知道你会把程序改成什么样！
参考资料
- $ - string interpolation - C# Reference - Microsoft Docs
- [Discussion] Constant string interpolation · Issue #2077 · dotnet/csharplang
- String interpolation constants · Issue #384 · dotnet/csharplang
- [Discussion] Constant string interpolation · Issue #11259 · dotnet/roslyn
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