面试题：C#中如何利用Span<T>优化字符串处理性能

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string longString = "abc123def456ghi789";
        ReadOnlySpan<char> span = longString.AsSpan();

        var matches = Regex.Matches(longString, @"\d+");
        foreach (Match match in matches)
        {
            Console.WriteLine(match.Value);
        }

        // 不使用正则表达式，手动处理
        int startIndex = 0;
        while (startIndex < span.Length)
        {
            while (startIndex < span.Length &&!char.IsDigit(span[startIndex]))
            {
                startIndex++;
            }

            int endIndex = startIndex;
            while (endIndex < span.Length && char.IsDigit(span[endIndex]))
            {
                endIndex++;
            }

            if (endIndex > startIndex)
            {
                ReadOnlySpan<char> numberSpan = span.Slice(startIndex, endIndex - startIndex);
                Console.WriteLine(new string(numberSpan));
                startIndex = endIndex;
            }
            else
            {
                startIndex++;
            }
        }
    }
}

性能提升原因

减少内存分配：Span<T> 是一种栈分配的、高效的内存表示方式，它允许在不进行额外堆内存分配的情况下操作数据。传统的字符串操作（如 Substring 等方法）通常会在堆上创建新的字符串对象，这会增加垃圾回收的压力。而 Span<T> 直接在原数据的内存上进行操作，避免了不必要的内存复制和分配，从而提升性能。
直接内存访问：Span<T> 提供了对底层内存的直接访问，这使得代码能够以更高效的方式遍历和处理数据。与通过索引器访问字符串等操作相比，直接内存访问可以减少额外的方法调用开销，提高执行效率。特别是在处理大型字符串时，这种直接访问的优势更加明显。
优化的迭代：使用 Span<T> 进行迭代时，可以利用其优化的迭代器实现。这种迭代器能够更有效地遍历数据，避免了一些传统迭代方式中的额外开销，例如装箱和拆箱操作（在处理值类型时）。同时，由于 Span<T> 是栈分配的，迭代过程中的局部性更好，缓存命中率更高，进一步提升了性能。

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面试题：C#中如何利用Span<T>优化字符串处理性能

知识考点

面试题答案

性能提升原因