## 14.3 Die Klasse »StringBuilder« ### 14.3.1 Allgemeines Objekte der Klasse String sind unveränderlich, das heißt, dass bei jeder String-Operation neuer Speicher alloziert wird, in den das geänderte String-Objekt geschrieben wird. Das ist sogar unabhängig davon, ob sich die Länge der Zeichenkette ändert. Führen Sie viele manipulierende Operationen aus, hat das Einbußen der Systemleistung zur Folge. Um sich einen Eindruck davon zu verschaffen, wie sehr die Effizienz bei vielen String-Operationen beeinträchtigt wird, lassen wir in einer Schleife 150.000 Änderungen an einer Zeichenfolge vornehmen. Folgerichtig müssen auch ebenso viele neue Objekte erzeugt und – bis auf das letzte – freigegeben werden.
    string text = "";
    for(int i = 0; i < 150000; i++)
      text += "x";
    Console.WriteLine(text);
    Console.ReadLine();
Probieren Sie das Codefragment aus! Auch auf einem gut ausgestatteten Rechner werden die Operationen eine längere Zeitspanne beanspruchen, bis das Ergebnis vorliegt. Einen Ausweg aus diesem Dilemma bietet die Klasse StringBuilder, die zum Namespace System.Text gehört. StringBuilder-Objekte sind dynamisch. Sie können verändert werden, ohne dass damit zwangsläufig ein erneutes Allozieren von Speicher erforderlich wird. Natürlich interessiert uns auch der Performance-Gewinn. Daher schreiben wir das Codefragment von oben so um, dass anstelle des Typs String die Klasse StringBuilder eingesetzt wird:
    StringBuilder str = new StringBuilder();
    for(int i = 0; i < 50000; i++)
      str = str.Append("x");
Der Leistungsgewinn ist deutlich zu erkennen und beweist, welchem Typ der Vorzug gegeben werden sollte: eindeutig dem StringBuilder. ### 14.3.2 Kapazität eines »StringBuilder«-Objekts Sie müssen zwei Begriffe sorgfältig trennen, wenn Sie die Arbeitsweise dieses Objekttyps verstehen wollen: die Kapazität und die Länge der beschriebenen Zeichenfolge. Die Kapazität beschreibt die maximale Anzahl der Zeichen, die ein StringBuilder-Objekt enthalten kann. Die Kapazität kann also größer sein als die Länge der Zeichenfolge, aber nicht umgekehrt. Nehmen wir dazu ein Beispiel. Wir erzeugen mit einem der Konstruktoren ein StringBuilder-Objekt und weisen ihm die Zeichenfolge »Visual C#« zu:
    using System.Text;
    ...
    StringBuilder strB = new StringBuilder("Visual C#");
Die Zeichenfolge ist neun Zeichen lang. Da wir keine explizite Aussage über die Kapazität getroffen haben, wird ein Objekt von der Größe der Standardkapazität erzeugt – und die beträgt 16 Zeichen. Weisen Sie dem StringBuilder-Objekt eine Zeichenkette zu, die mehr als 16 Zeichen, jedoch weniger als 33 Zeichen umfasst, wird die Kapazität auf 32 Zeichen festgelegt. Beträgt die Länge des Strings mehr als 32 Zeichen, jedoch weniger als 65, verdoppelt sich die Kapazität von 32 auf 64 Zeichen usw. Werden Methoden auf dieses Objekt angewendet, die zur Folge haben, dass die Kapazitätsgrenze nicht überschritten wird, wird kein neuer Speicher alloziert. Die Änderungen laufen innerhalb der alten Speicherressourcen ab. Sollten bei einer Änderung jedoch die Kapazitätsgrenzen überschritten werden, wird die Kapazität des StringBuilder-Objekts automatisch vergrößert. ### 14.3.3 Konstruktoren der Klasse »StringBuilder« Vornehmlich geht es bei den Konstruktoren darum, dem StringBuilder-Objekt eine Initialisierungszeichenfolge zuzuweisen und die Anfangskapazität festzulegen.
    public StringBuilder();
    public StringBuilder(int);
    public StringBuilder(string);
    public StringBuilder(string, int);
Bei der Festlegung der Kapazität im Parameter vom Typ int müssen Sie sich nicht an die Sprünge 16, 32, 64, 128 usw. halten, die das StringBuilder-Objekt im Bedarfsfall automatisch durchführt. Theoretisch kann eine Zeichenfolge die Größe von 231–1 Zeichen aufnehmen. Um diesem nahezu endlosen Spiel einen Riegel vorzuschieben, bietet sich ein weiterer Konstruktor an, mit dem Sie die maximale Kapazitätsgrenze festlegen können:
    public StringBuilder(int, int);
Der erste Parameter erwartet die Startkapazität, der zweite die zulässige Maximalgröße. Wird diese zur Laufzeit überschritten, wird die Ausnahme ArgumentOutOfRangeException ausgelöst. ### 14.3.4 Eigenschaften der Klasse »StringBuilder« Die Liste der Eigenschaften umfasst nur insgesamt vier Mitglieder. Mit Capacity können Sie die aktuelle Kapazität abfragen oder neu festlegen. Verwechseln Sie Capacity nicht mit der Eigenschaft Length, die, wie schon von der Klasse String her bekannt, die Anzahl der Zeichen der vom Objekt repräsentierten Zeichenfolge wiedergibt. MaxCapacity beschreibt die maximale Kapazität. Diese Eigenschaft ist schreibgeschützt und kann daher nur gelesen werden. Nur über die Konstruktoren sind Sie in der Lage, Einfluss darauf auszuüben. Wird MaxCapacity nicht festgelegt, gibt diese Eigenschaft die theoretische Maximalkapazität von 231 –1 zurück. Die vierte und letzte Eigenschaft lautet Chars und ist gleichzeitig der Indexer der StringBuilder-Klasse:
    public char this[int] {get; set;}
Chars liefert ein Zeichen aus der gegebenen Zeichenfolge zurück, dessen Index übergeben wird. Um sich aus der Zeichenfolge
    StringBuilder builder = new StringBuilder("Freitagabend");
den fünften Buchstaben zurückgeben zu lassen, lautet die Anweisung:
    char c = builder[4];

Tabelle 14.6 Die Eigenschaften der Klasse »StringBuilder«

Eigenschaft | Methode
Capacity | Liefert oder setzt die Kapazität des StringBuilder-Objekts.
Chars | Liefert das Zeichen an einer genau spezifizierten Position aus der Zeichenfolge. Diese Eigenschaft ist der Indexer der Klasse.
Length | Liefert die Länge der Zeichenfolge.
MaxCapacity | Liefert die Maximalkapazität des StringBuilder-Objekts.
### 14.3.5 Die Methoden der Klasse »StringBuilder« Wenn Sie sich zum ersten Mal die Liste der Methoden anschauen, werden Sie erstaunt sein, dass entgegen aller Erwartungen kaum mehr als eine Handvoll Operationen angeboten wird. Diese wollen wir uns nun ansehen.

Tabelle 14.7 Methoden der Klasse »StringBuilder«

Methode | Eigenschaft
Append | Hängt eine Zeichenfolge an eine bestehende StringBuilder-Instanz an.
AppendFormat | Fügt der StringBuilder-Instanz eine Zeichenfolge mit Formatangaben an. Nähere Informationen zur Formatierung finden Sie in Abschnitt 14.6.
AppendLine | Fügt eine Zeile hinzu.
CopyTo | Kopiert einen Teil des Objekts in ein char-Array.
EnsureCapacity | Stellt sicher, dass die Kapazität des StringBuilder-Objekts mindestens so groß wie angegeben ist.
Insert | Fügt an einer spezifizierten Position eine Zeichenfolge ein.
Remove | Löscht aus einer Zeichenfolge ab einer bestimmten Position eine Zeichensequenz.
Replace | Ersetzt in der gesamten Zeichenfolge ein Zeichen durch ein anderes.
#### Zeichenkette an ein »StringBuilder«-Objekt zuweisen Soll einem StringBuilder-Objekt eine Zeichenfolge zugewiesen werden, kommt die Methode Append zum Einsatz, der aufgrund der vielen Überladungen praktisch jeder Datentyp übergeben werden kann:
    public StringBuilder Append(string);
    public StringBuilder Append(int);
    public StringBuilder Append(byte);
    ...
In den meisten Fällen wird dies vermutlich eine Zeichenfolge sein, zum Beispiel:
    builder = builder.Append("Visual Studio");
Der Rückgabewert der Append-Methode ist die Referenz auf ein Objekt vom Typ StringBuilder, das die entsprechende Zeichenfolge enthält. Sie müssen Append auch aufrufen, wenn eine Referenz auf ein Objekt vom Typ StringBuilder vorliegt, das noch nicht initialisiert ist. Wenn Sie Append mehrfach hintereinander anwenden, wird bei jedem Aufruf der Methode eine weitere Zeichenfolge hinter der bestehenden angehängt. Das entspricht dem »+«-Operator auf String-Objekte. Halten Sie sich immer vor Augen, dass ein StringBuilder-Objekt keine Zeichenfolge repräsentiert – dazu dient der Datentyp string. Wollen Sie sich den Inhalt eines StringBuilder-Objekts von einer Methode ausgeben lassen, die den Datentyp string als Übergabeparameter erwartet, müssen Sie deshalb mit der Methode ToString das StringBuilder-Objekt in einen string konvertieren.
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    builder.Append("Hello again");
    Console.WriteLine(builder.ToString());
#### Zeichenfolge einfügen Um an einer spezifizierten Position in einer Zeichenfolge eine zusätzliche Zeichenfolge einzufügen, rufen Sie die Insert-Methode auf. Diese ist in gleicher Weise wie Append überladen, allerdings ist die Parameterliste jeweils um einen Parameter vom Typ int ergänzt worden, der dem Index übergeben wird, ab dem die Zeichenfolge eingefügt werden soll.
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    builder = builder.Append("fällt Schnee");
    builder = builder.Insert(0, "Im Winter ");
Die Ausgabe dieses Codefragments lautet:
    Im Winter fällt Schnee
#### Aus einer Zeichenfolge löschen Während mit Insert eine Zeichenfolge eingefügt wird, kann mit Remove ab einer bestimmten Position eine bestimmte Anzahl von Zeichen gelöscht werden.
    builder.Remove(3, 2);
Mit dem ersten Parameter wird der Index beschrieben, bei dem der Löschvorgang beginnen soll. In unserem Beispiel beginnt er mit dem vierten Zeichen. Über den zweiten Parameter teilen wir die Anzahl der zu löschenden Zeichen mit. #### Zeichen oder Zeichenfolge ersetzen Die letzte der von uns behandelten Methoden ist Replace, die im Wesentlichen dieselben Möglichkeiten wie die Replace-Methode der Klasse String bietet.
    public StringBuilder Replace(char, char);
    public StringBuilder Replace(string, string);
Dem ersten Parameter wird mitgeteilt, welches Zeichen bzw. welche Zeichenfolge des StringBuilder-Objekts ersetzt werden soll, und im zweiten Parameter geben Sie an, wodurch ersetzt wird.
    StringBuilder builder = new StringBuilder();
    builder.Append("Ich hätte gerne ein Bier");
    builder = builder.Replace("ein", "drei");
    Console.Write("Meine Bestellung: ");
    Console.WriteLine(builder.ToString());
Sie sehen, mit Replace können Sie es sogar vermeiden, mangels Flüssigkeitszufuhr aufgrund einer unüberlegt aufgegebenen Bestellung zu verdursten. ### 14.3.6 Allgemeine Anmerkungen Damit sind aber auch schon die Möglichkeiten der Klasse StringBuilder nahezu ausgeschöpft. Es gibt keine Methoden, die das Auswerten eines Teilstrings ermöglichen, oder Methoden, die Teilstrings zurückliefern. Damit wird auch der doch recht eingeschränkte Einsatzbereich von StringBuilder-Objekten deutlich. Die Klasse String ist in ihren Fähigkeiten weit voraus und lässt mit ihren überladenen Methoden kaum Wünsche offen.