Если строки являются неизменяемыми в .NET, то почему Substring занимает O (n) времени?

Именно потому, что строки неизменяемы, .Substring должен сделать копию, по крайней мере, части исходной строки. Создание копии из n байтов должно занимать время O (n).

Как вы думаете, вы скопировали кучу байтов в постоянное время?

РЕДАКТИРОВКА: Мехрдад предлагает не копировать строку вообще, а сохранять ссылку на ее часть.

Рассмотрим в .Net строку с несколькими мегабайтами, на которую кто-то вызывает .SubString(n, n+3) (для любого n в середине строки).

Теперь, строка ENTIRE не может быть собрана мусором только потому, что одна ссылка удерживает до 4 символов? Это кажется смешной тратой пространства.

Кроме того, отслеживание ссылок на подстроки (которые могут быть даже внутри подстрок) и попытка скопировать в оптимальные моменты времени, чтобы избежать поражения GC (как описано выше), делает концепцию кошмаром. Это намного проще и надежнее копировать на .Substring и поддерживать неизменную неизменную модель.

EDIT: Здесь хорошо читать об опасности хранения ссылок на подстроки в больших строках.

Java (в отличие от .NET) предоставляет два способа выполнения Substring(), вы можете рассмотреть, хотите ли вы сохранить только ссылку или скопировать всю подстроку в новую ячейку памяти.

Простой .substring(...) делится внутренне используемым массивом char с исходным объектом String, который вы затем с помощью new String(...) можете при необходимости скопировать в новый массив (чтобы избежать затруднения сборки мусора исходного).

Я думаю, что такая гибкость - лучший вариант для разработчика.

Java используется для ссылки на большие строки, но:

Java также изменила свое поведение на копирование, чтобы избежать утечки памяти.

Я чувствую, что он может быть улучшен, хотя: почему бы просто не копировать условно?

Если подстрока не менее половины размера родителя, можно ссылаться на родителя. В противном случае можно просто сделать копию. Это позволяет избежать утечки большого объема памяти, сохраняя при этом значительную выгоду.

Ни один из ответов здесь не упоминал "проблему брекетинга", то есть строки в.NET представляются как комбинация BStr (длина, хранящаяся в памяти) до "указателя" и CStr (строка заканчивается на '\ 0').

Строка "Hello there" представляется таким образом как

0B 00 00 00 48 00 65 00 6C 00 6F 00 20 00 74 00 68 00 65 00 72 00 65 00 00 00

(если назначено char* в fixed -statement, указатель указывает на 0x48.)

Эта структура позволяет быстро найти длину строки (полезную во многих контекстах) и позволяет передавать указатель в API P/Invoke to Win32 (или другие), которые ожидают строку с завершающим нулем.

Когда вы выполняете Substring(0, 5) "о, но я обещал, что после последнего символа будет символ нулевого символа", вы должны сделать копию. Даже если у вас есть подстрока в конце, тогда не будет места, чтобы положить длину без искажения других переменных.

Иногда, однако, вы действительно хотите говорить о "середине строки", и вам не обязательно заботиться о поведении P/Invoke. Недавно добавленную структуру ReadOnlySpan<T> можно использовать для получения подстроки без копии:

string s = "Hello there";
ReadOnlySpan<char> hello = s.AsSpan(0, 5);
ReadOnlySpan<char> ell = hello.Slice(1, 3);

ReadOnlySpan<char> "сохраняет длину независимо, и она не гарантирует, что после окончания значения будет"\0 ". Он может использоваться многими способами "как строка", но это не "строка", поскольку он не имеет ни характеристик BStr, ни CStr (тем более их обоих). Если вы никогда не (напрямую) P/Invoke, то разница между ними невелика (если только API, который вы хотите вызвать, не имеет перегрузки ReadOnlySpan<char>).

ReadOnlySpan<char> не может использоваться как поле ссылочного типа, поэтому также имеется ReadOnlyMemory<char> (s.AsMemory(0, 5)), что является косвенным способом иметь ReadOnlySpan<char>, поэтому те же различия -from- string существует.

Некоторые из ответов/комментариев по предыдущим ответам говорили о том, что это расточительно, если сборщик мусора должен содержать строку в миллион символов, в то время как вы продолжаете говорить о 5 символах. Именно такое поведение вы можете получить с помощью метода ReadOnlySpan<char>. Если вы просто делаете короткие вычисления, подход ReadOnlySpan, вероятно, лучше. Если вам нужно некоторое время упорствовать, и вы будете удерживать только небольшой процент исходной строки, то правильная подстрока (чтобы обрезать лишние данные), вероятно, лучше. Там точка перехода где-то посередине, но это зависит от вашего конкретного использования.