【C#】文字列型にリテラルを代入するのとコンストラクタで代入する場合の違い

2024年3月11日

次の２つのケースで違いを見ていきましょう

1. サンプルのコード
- 1.1. 解説
- 1.2. 主な違い
2. string str = "abc";処理説明

サンプルのコード

文字列リテラルを直接代入する方法

string str = "aaa";

コンストラクタを使って代入する方法

char[] chars = {'a', 'b', 'c'};
string str = new string(chars);

string str = "abc"; と char[] chars = {'a', 'b', 'c'}; string str = new string(chars); の間には、コードの書き方とデータの初期化の仕方に違いがありますが、最終的には両方とも同じ内容の文字列を持つstringオブジェクトを生成します。それぞれのアプローチの違いを以下に詳しく説明します。

解説

`string str = "abc";`

この方法は、文字列リテラルを直接使用してstringオブジェクトを初期化します。この場合、コンパイル時に文字列リテラル"abc"がメモリのインターンプールに格納され、実行時にそのリテラルを参照するstringオブジェクトが作成されます。このアプローチは非常に効率的であり、コードの可読性も高いです。また、インターンのおかげで、同じ文字列リテラルを使用する他のstring変数とメモリを共有する可能性があります。

`char[] chars = {'a', 'b', 'c'}; string str = new string(chars);`

この方法では、まずchar型の配列を初期化し、その配列を使用して新しいstringオブジェクトを作成します。この場合、stringオブジェクトは実行時に配列の内容から動的に作成されます。このアプローチは、プログラムが実行時に配列の内容から文字列を生成する必要がある場合や、文字列が動的に変わる可能性がある場合に適しています。ただし、文字列リテラルを直接使用する方法に比べて少し複雑であり、実行時にわずかにオーバーヘッドが発生する可能性があります。

主な違い

初期化のタイミングと方法: 文字列リテラルを使用する方法はコンパイル時に処理されるのに対し、char配列から文字列を作成する方法は実行時に処理されます。
メモリ使用とパフォーマンス: 文字列リテラルはインターンによりメモリ使用が最適化される可能性がありますが、char配列からの文字列生成はその都度新しいstringオブジェクトを生成します。
用途と柔軟性: 文字列リテラルは静的なテキストを扱う場合に最適ですが、char配列からの文字列生成は動的に変化するテキストや、プログラムの実行中に生成されるテキストを扱う場合に適しています。

どちらの方法も有効で、使用するシナリオに応じて最適なものを選択することが重要です。

C#でstring str = "aaa";のように文字列リテラルを直接変数に代入できる具体的な実現方法は、C#コンパイラと.NETランタイムの仕組みに基づいています。以下にその主要なステップを説明します。

`string str = "abc";`処理説明

コンパイル時の処理

リテラルの解析: C#コンパイラはソースコードを解析し、"aaa"のような文字列リテラルを検出します。
インターンプールへの格納: コンパイル時に、文字列リテラルはインターンプールに格納されます。インターンプールは、実行時に一意の文字列リテラルのコピーを保持するためのメモリ領域です。これにより、同じ文字列リテラルがプログラム内の複数の場所で使用されていても、メモリ内にはそのリテラルの単一のインスタンスのみが存在することになります。

実行時の処理

文字列オブジェクトの参照: 実行時にプログラムがstring str = "aaa";に到達すると、.NETランタイムはインターンプールから対応する文字列オブジェクトの参照を取得します。この時点で、str変数は"aaa"という値を持つstringオブジェクトを指すようになります。

不変性と効率性

文字列の不変性: stringオブジェクトは不変であるため、一度作成された文字列の内容を変更することはできません。これにより、文字列リテラルが安全に共有され、複数の変数から参照されても問題が生じません。
メモリとパフォーマンスの最適化: インターンにより、同じ文字列リテラルに対しては単一のstringオブジェクトがメモリ上に存在します。これにより、メモリ使用量が削減され、プログラムのパフォーマンスが向上します。