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引言
在C#开发中，字符串处理是日常编码的基础需求。然而string和StringBuilder的选择常常引发困惑——何时该用不可变的string？什么场景下必须选择可变的StringBuilder？本文将深入剖析两者的核心差异，并通过完整API对比给出实用建议。
一、String类的特性与应用
1.1 不可变性的本质
string s = "Hello";
s += ", World!"; // 实际创建了新对象
Console.WriteLine(s); // 输出"Hello, World!"每次修改都会生成新实例，原内存无法回收（需依赖GC）
1.2 核心API方法
string 类 API 汇总
| 方法/属性 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 静态方法 | ||
Concat(params string[]) | 连接多个字符串 | string.Concat("A", "B", "C"); // "ABC" |
Format(string, params object[]) | 格式化字符串 | string.Format("Name: {0}", "Alice"); // "Name: Alice" |
Join(string, string[]) | 用分隔符连接字符串数组 | string.Join(",", new[]{"A", "B"}); // "A,B" |
IsNullOrEmpty(string) | 检查字符串是否为空或 null | string.IsNullOrEmpty(""); // true |
IsNullOrWhiteSpace(string) | 检查是否为空、null 或仅包含空白字符 | string.IsNullOrWhiteSpace(" "); // true |
| 实例方法 | ||
Length (属性) | 获取字符串长度 | int len = "Hello".Length; // 5 |
Substring(int start, int length) | 提取子字符串 | "Hello".Substring(1, 3); // "ell" |
Split(params char[]) | 按分隔符分割字符串 | "A,B,C".Split(','); // ["A", "B", "C"] |
Replace(string old, string new) | 替换子字符串 | "abc".Replace("a", "X"); // "Xbc" |
Contains(string) | 判断是否包含子字符串 | "Hello".Contains("ell"); // true |
StartsWith(string) / EndsWith(string) | 检查开头或结尾 | "Hello".StartsWith("He"); // true |
ToUpper() / ToLower() | 转换为全大写或全小写 | "Abc".ToUpper(); // "ABC" |
Trim() | 移除前后空白字符 | " text ".Trim(); // "text" |
IndexOf(char/string) | 查找字符或子字符串的位置 | "Hello".IndexOf('e'); // 1 |
这里查找字符的位置还有一个后向查找的LastIndexOf和这里用法一样
注意这里的替换，是指将所有相同的内容全部替换。
二、StringBuilder的进阶用法
2.1 可变性的性能优势
StringBuilder sb = new StringBuilder(100); // 预分配容量
for(int i=0;i<1000;i++){sb.Append($"Item {i}");
}
// 最终一次内存分配
string result = sb.ToString();2.2 关键API详解
StringBuilder 类 API 汇总
| 方法/属性 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| 构造方法 | ||
StringBuilder() | 创建空 StringBuilder | var sb = new StringBuilder(); |
StringBuilder(string) | 用初始字符串创建 | var sb = new StringBuilder("Hello"); |
| 核心方法 | ||
Append(string) | 追加内容到末尾 | sb.Append(" World"); |
AppendLine(string) | 追加内容并换行 | sb.AppendLine("Next Line"); |
Insert(int index, string) | 在指定位置插入内容 | sb.Insert(0, "Start: "); |
Remove(int start, int len) | 移除指定范围的字符 | sb.Remove(0, 5); |
Replace(string, string) | 替换所有匹配的子字符串 | sb.Replace("old", "new"); |
Clear() | 清空内容 | sb.Clear(); |
ToString() | 转换为 string | string result = sb.ToString(); |
| 属性 | ||
Length (属性) | 当前内容的长度 | int len = sb.Length; |
Capacity (属性) | 动态分配的容量（可设置） | sb.Capacity = 1024; |
三、什么时候用什么
前面我们说了，string，每次拼接一个字符串，其实是会产生一个新的字符串，在多次的【拼接下，会十分的消耗性能，浪费内存，所以我们必须区分什么时候使用string，什么时候使用stringbulider优化，每一种设计出来的对象类型都会有它的作用的！
优先使用String的场景
| 场景特征 | 推荐方案 | 典型案例 |
|---|---|---|
| 单次赋值 | string | 硬编码常量const string AppName = "MyApp" |
| 少量拼接 | string | var msg = baseMsg + DateTime.Now.ToString() |
| LINQ查询 | string | Where(x => x.Name.Contains("admin")) |
| 多线程共享 | string | 跨线程传递只读数据 |
使用StringBuilder的场景
| 场景特征 | 推荐方案 | 性能对比数据 |
|---|---|---|
| 循环内拼接 | StringBuilder | 1000次循环：string耗时1200ms vs sb8ms |
| 不确定长度 | StringBuilder | 动态增长比反复分配节省70%内存 |
| 复杂格式化 | StringBuilder | 支持AppendFormat等高级操作 |
| 大文本处理 | StringBuilder | 10万字符操作性能提升20倍 |
关键点总结
-
string：不可变类型，每次修改都会创建新对象，适合少量修改或固定文本操作。 -
StringBuilder：可变类型，直接在内存中修改内容，适合高频字符串拼接或大规模修改（如循环中操作）。
根据需求选择：需要性能时用 StringBuilder，简单场景用 string。