.NET中删除空白字符串的10大方法

介绍

我们有无数方法可用于删除字符串中的所有空白。大部分都能够在绝大多数的用例中很好工作，但在某些对时间敏感的应用程序中，是否采用最快的方法可能就会造成天壤之别。

如果你问空白是什么，那说起来还真是有些乱。许多人认为空白就是SPACE 字符（UnicodeU+0020，ASCII 32，HTML ），但它实际上还包括使得版式水平和垂直出现空格的所有字符。事实上，这是一整类定义为Unicode字符数据库的字符。

本文所说的空白，不但指的是它的正确定义，同时也包括string.Replace(” “, “”)方法。

这里的基准方法，将删除所有头尾和中间的空白。这就是文章标题中“所有空白”的含义。

背景

这篇文章一开始是出于我的好奇心。事实上，我并不需要用最快的算法来删除字符串中的空白。

检查空白字符

检查空白字符很简单。所有你需要的代码就是：

char wp = ' ';
char a = 'a';
Assert.True(char.IsWhiteSpace(wp));
Assert.False(char.IsWhiteSpace(a));

但是，当我实现手动优化删除方法时，我意识到这并不像预期得那么好。一些源代码在微软的参考源代码库的char.cs挖掘找到：

public static bool IsWhiteSpace(char c) {
    if (IsLatin1(c)) {
        return (IsWhiteSpaceLatin1(c));
    }
    return CharUnicodeInfo.IsWhiteSpace(c);
}

然后CharUnicodeInfo.IsWhiteSpace成了：

internal static bool IsWhiteSpace(char c)
{
    UnicodeCategory uc = GetUnicodeCategory(c);
    // In Unicode 3.0, U+2028 is the only character which is under the category "LineSeparator".
    // And U+2029 is th eonly character which is under the category "ParagraphSeparator".
    switch (uc) {
        case (UnicodeCategory.SpaceSeparator):
        case (UnicodeCategory.LineSeparator):
        case (UnicodeCategory.ParagraphSeparator):
            return (true);
    }

    return (false);
}

GetUnicodeCategory()方法调用InternalGetUnicodeCategory()方法，而且实际上相当快，但现在我们依次已经有了4个方法调用！以下这段代码是由一位评论者提供的，可用于快速实现定制版本和JIT默认内联：

// whitespace detection method: very fast, a lot faster than Char.IsWhiteSpace
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] // if it's not inlined then it will be slow!!!
public static bool isWhiteSpace(char ch) {
    // this is surprisingly faster than the equivalent if statement
    switch (ch) {
        case 'u0009': case 'u000A': case 'u000B': case 'u000C': case 'u000D':
        case 'u0020': case 'u0085': case 'u00A0': case 'u1680': case 'u2000':
        case 'u2001': case 'u2002': case 'u2003': case 'u2004': case 'u2005':
        case 'u2006': case 'u2007': case 'u2008': case 'u2009': case 'u200A':
        case 'u2028': case 'u2029': case 'u202F': case 'u205F': case 'u3000':
            return true;
        default:
            return false;
    }
}

删除字符串的不同方法

我用各种不同的方法来实现删除字符串中的所有空白。

分离合并法

这是我一直在用的一个非常简单的方法。根据空格字符分离字符串，但不包括空项，然后将产生的碎片重新合并到一起。这方法听上去有点傻乎乎的，而事实上，乍一看，很像是一个非常浪费的解决方式：

public static string TrimAllWithSplitAndJoin(string str) {
    return string.Concat(str.Split(default(string[]), StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries));
}

LINQ

这是优雅地声明式地实现这个过程的方法：

public static string TrimAllWithLinq(string str) {
    return new string(str.Where(c => !isWhiteSpace(c)).ToArray());
}

正则表达式

正则表达式是非常强大的力量，任何程序员都应该意识到这一点。

static Regex whitespace = new Regex(@"s+", RegexOptions.Compiled);

public static string TrimAllWithRegex(string str) {
    return whitespace.Replace(str, "");
}

字符数组原地转换法

该方法将输入的字符串转换成字符数组，然后原地扫描字符串去除空白字符（不创建中间缓冲区或字符串）。最后，经过“删减”的数组会产生新的字符串。

public static string TrimAllWithInplaceCharArray(string str) {
    var len = str.Length;
    var src = str.ToCharArray();
    int dstIdx = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        var ch = src[i];
        if (!isWhiteSpace(ch))
            src[dstIdx++] = ch;
    }
    return new string(src, 0, dstIdx);
}

字符数组复制法

这种方法类似于字符数组原地转换法，但它使用Array.Copy复制连续非空白“字符串”的同时跳过空格。最后，它将创建一个适当尺寸的字符数组，并用相同的方式返回一个新的字符串。

public static string TrimAllWithCharArrayCopy(string str) {
    var len = str.Length;
    var src = str.ToCharArray();
    int srcIdx = 0, dstIdx = 0, count = 0;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (isWhiteSpace(src[i])) {
            count = i - srcIdx;
            Array.Copy(src, srcIdx, src, dstIdx, count);
            srcIdx += count + 1;
            dstIdx += count;
            len--;
        }
    }
    if (dstIdx < len)
        Array.Copy(src, srcIdx, src, dstIdx, len - dstIdx);
    return new string(src, 0, len);
}

循环交换法

用代码实现循环，并使用StringBuilder类，通过依靠StringBuilder的内在优化来创建新的字符串。为了避免任何其他因素对本实施产生干扰，不调用其他的方法，并且通过缓存到本地变量避免访问类成员。最后通过设置StringBuilder.Length将缓冲区调整到合适大小。

// Code suggested by http://www.codeproject.com/Members/TheBasketcaseSoftware
public static string TrimAllWithLexerLoop(string s) {
    int length = s.Length;
    var buffer = new StringBuilder(s);
    var dstIdx = 0;
    for (int index = 0; index < s.Length; index++) {
        char ch = s[index];
        switch (ch) {
            case 'u0020': case 'u00A0': case 'u1680': case 'u2000': case 'u2001':
            case 'u2002': case 'u2003': case 'u2004': case 'u2005': case 'u2006':
            case 'u2007': case 'u2008': case 'u2009': case 'u200A': case 'u202F':
            case 'u205F': case 'u3000': case 'u2028': case 'u2029': case 'u0009':
            case 'u000A': case 'u000B': case 'u000C': case 'u000D': case 'u0085':
                length--;
                continue;
            default:
                break;
        }
        buffer[dstIdx++] = ch;
    }
    buffer.Length = length;
    return buffer.ToString();;
}

循环字符法

这种方法几乎和前面的循环交换法相同，不过它采用if语句来调用isWhiteSpace()，而不是乱七八糟的switch伎俩 :)。

public static string TrimAllWithLexerLoopCharIsWhitespce(string s) {
    int length = s.Length;
    var buffer = new StringBuilder(s);
    var dstIdx = 0;
    for (int index = 0; index < s.Length; index++) {
        char currentchar = s[index];
        if (isWhiteSpace(currentchar))
            length--;
        else
            buffer[dstIdx++] = currentchar;
    }
    buffer.Length = length;
    return buffer.ToString();;
}

原地改变字符串法（不安全）

这种方法使用不安全的字符指针和指针运算来原地改变字符串。我不推荐这个方法，因为它打破了.NET框架在生产中的基本约定：字符串是不可变的。

public static unsafe string TrimAllWithStringInplace(string str) {
    fixed (char* pfixed = str) {
        char* dst = pfixed;
        for (char* p = pfixed; *p != 0; p++)
            if (!isWhiteSpace(*p))
                *dst++ = *p;

        /*// reset the string size
            * ONLY IT DIDN'T WORK! A GARBAGE COLLECTION ACCESS VIOLATION OCCURRED AFTER USING IT
            * SO I HAD TO RESORT TO RETURN A NEW STRING INSTEAD, WITH ONLY THE PERTINENT BYTES
            * IT WOULD BE A LOT FASTER IF IT DID WORK THOUGH...
        Int32 len = (Int32)(dst - pfixed);
        Int32* pi = (Int32*)pfixed;
        pi[-1] = len;
        pfixed[len] = '';*/
        return new string(pfixed, 0, (int)(dst - pfixed));
    }
}

原地改变字符串法V2（不安全）

这种方法几乎和前面那个相同，不过此处使用类似数组的指针访问。我很好奇，不知道这两种哪种存储访问会更快。

public static unsafe string TrimAllWithStringInplaceV2(string str) {
    var len = str.Length;
    fixed (char* pStr = str) {
        int dstIdx = 0;
        for (int i = 0; i < len; i++)
            if (!isWhiteSpace(pStr[i]))
                pStr[dstIdx++] = pStr[i];
        // since the unsafe string length reset didn't work we need to resort to this slower compromise
        return new string(pStr, 0, dstIdx);
    }
}

String.Replace（“”，“”）

这种实现方法很天真，由于它只替换空格字符，所以它不使用空白的正确定义，因此会遗漏很多其他的空格字符。虽然它应该算是本文中最快的方法，但功能不及其他。

但如果你只需要去掉真正的空格字符，那就很难用纯.NET写出胜过string.Replace的代码。大多数字符串方法将回退到手动优化本地C ++代码。而String.Replace本身将用comstring.cpp调用C ++方法：

FCIMPL3(Object*, 
    COMString::ReplaceString, 
    StringObject* thisRefUNSAFE, 
    StringObject* oldValueUNSAFE, 
    StringObject* newValueUNSAFE)

下面是基准测试套件方法：

public static string TrimAllWithStringReplace(string str) {
    // This method is NOT functionaly equivalent to the others as it will only trim "spaces"
    // Whitespace comprises lots of other characters
    return str.Replace(" ", "");
}