C#中内存优化的几种方法

// 不优化的情况：每次都创建新的 StringBuilder
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
    var builder = new StringBuilder();
    builder.Append("Number: ");
    builder.Append(i);
    Console.WriteLine(builder.ToString());
}

// 优化后的情况：重用同一个 StringBuilder
var sharedBuilder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
    sharedBuilder.Clear();
    sharedBuilder.Append("Number: ");
    sharedBuilder.Append(i);
    Console.WriteLine(sharedBuilder.ToString());
}

// 使用 List<T>
List<int> numbersList = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

// 使用 Array
int[] numbersArray = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

// 当数据量固定时，Array 比 List<T> 更节省内存

Dictionary<int, string> employeeDirectory = new Dictionary<int, string>();

employeeDirectory[1002] = "Robert";

//快速查找更新，字典更快捷

// 使用 class
class PointClass
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
}
// 使用 struct
struct PointStruct
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
}

// struct 通常会节省内存，尤其是在大量小对象的情况下
// 使用 class
void ProcessPointsClass()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        PointClass p1 = new PointClass(i, i);
    }
}
// 使用 struct
void ProcessPointsStruct()
{
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        PointStruct p1 = new PointStruct(i, i);
    }
}

using System;
using System.Collections;
class Program
{
    static void Main()
    {
        ArrayList list = new ArrayList();
        
        // 装箱：整数被包装成对象
        list.Add(42);
        
        // 拆箱：对象被转换回整数
        int value = (int)list[0];
        
        Console.WriteLine($"Value: {value}");
    }
}


using System;
using System.Collections.Generic;
class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> list = new List<int>();
        
        // 不需要装箱：整数直接存储为值类型
        list.Add(42);
        
        // 不需要拆箱：整数直接检索为值类型
        int value = list[0];
        
        Console.WriteLine($"Value: {value}");
    }
}

// 不使用 StringBuilder
string result = "";
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    result += i.ToString(); // 创建多个中间字符串对象
}

// 使用 StringBuilder
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    sb.Append(i.ToString());
}
string optimizedResult = sb.ToString(); // 更高效

using System;
using System.IO;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string filePath = "example.txt";

        // 使用 using 语句确保文件在读取后正确关闭
        using (StreamReader reader = new StreamReader(filePath))
        {
            string line;
            while ((line = reader.ReadLine()) != null)
            {
                Console.WriteLine(line);
            }
        } // 离开 using 块时，reader 对象的 Dispose 方法被自动调用

        Console.WriteLine("文件读取完毕，资源已释放。");
    }
}

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;

class Program
{
    // 使用字典来存储图像的弱引用缓存
    static Dictionary<string, WeakReference> imageCache = new Dictionary<string, WeakReference>();

    static void Main()
    {
        string imagePath = "example.png";
        Bitmap image = LoadImage(imagePath);

        if (image != null)
        {
            Console.WriteLine("图像已加载并缓存。");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("图像加载失败。");
        }

        // 强制垃圾回收以演示弱引用效果
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        
        // 再次尝试从缓存加载图像
        image = LoadImage(imagePath);
        if (image != null)
        {
            Console.WriteLine("图像已从缓存中重新加载。");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("图像已被垃圾回收器回收。");
        }
    }

    static Bitmap LoadImage(string path)
    {
        if (imageCache.TryGetValue(path, out WeakReference weakRef) && weakRef.IsAlive)
        {
            Console.WriteLine("从缓存中获取图像...");
            return weakRef.Target as Bitmap;
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("加载新图像...");
            Bitmap img = new Bitmap(path);

            // 将图像加载到缓存中
            imageCache[path] = new WeakReference(img);
            return img;
        }
    }
}