C#核心学习（十六）面向对象--关联知识点（2）string和Stringbuilder

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。

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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。