为什么修改此字符串也会修改另一个单独字符串的内容？

Question

在我的静态 main 函数中，我有以下代码：

string str1 = "aaaaaaaaa";
pointerTest();
Console.WriteLine( "str1 is: " + str1 );

声明为unsafe的静态pointerTest-方法包含以下内容：

string str2 = "aaaaaaaaa";
fixed( char* ptr = str2 )
{
    for( int i = 0; i < str2.Length / 3; ++i )
        ptr[i] = 'z';
}

Console.WriteLine( "str2 is: " + str2 );

请注意str1 和str2 是如何独立声明的，但内容相同。

这个程序的预期输出是：

str2 is: zzzaaaaaa
str1 is: aaaaaaaaa

当我运行程序时，实际输出会显示：

str2 is: zzzaaaaaa
str1 is: zzzaaaaaa

当我将str2 或str1 更改为不具有完全相同的内容时（例如，在str2 的末尾再添加一个“a”），程序会像预期的那样运行。
如果发现这种行为在 .Net Core 3.1 和 Mono 中都存在（不确定确切的版本，我使用了Repl.It）

我的问题是为什么会发生这种行为以及如何解决它。

Answer 1

我的理论是，这是由于编译器优化，特别是一个称为字符串实习的过程：

编译器认识到没有必要自己分配str2，因为内存中已经有完全相同的字符序列，是在str1的初始化时分配的。因此，它不是重新分配它，而是使str2 成为对str1 已经指向的位置的引用。更多相关信息可以阅读here。

字符串在 C# 中被认为是不可变的，因此 - 在正常情况下 - 不应以任何方式、形状或形式修改其内容。

由于此代码使用unsafe 关键字和指针逻辑，因此不能保证不会导致未定义的行为，这会导致令人惊讶的结果。

解决这个“问题”的唯一方法是遵守 C# 的规范并将 Strings 视为不可变的。