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Delphi 2009 TStringBuilder 進階：Chars 索引器與 CopyTo 字元陣列複製技巧

編輯：Delphi

字元級存取與批量複製：Chars[] 與 CopyTo

TStringBuilder 提供兩大字元級操作：

Chars[Index]：索引器，單字元讀寫 (0-based)
CopyTo：批量複製 緩衝區區段到字元陣列

這兩者構成高效字元操作基石，避免字串轉換開銷。

核心 API

成員	類型	參數/回傳	說明
`Chars[Index]`	索引器 (預設屬性)	`property Chars[Index: Integer]: Char read/write`	單字元存取，0-based
`CopyTo`	方法	`procedure CopyTo(SourceIndex: Integer; Destination: TCharArray; DestinationIndex: Integer; Count: Integer)`	區段複製到字元陣列

完整實作程式碼


procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); // CopyTo
var
  sb: TStringBuilder;
  arr: TCharArray;
  i: Integer;
begin
  sb := TStringBuilder.Create;
  try
    sb.Append('123456789');
    SetLength(arr, 9);
    for i := Low(arr) to High(arr) do arr[i] := '*'; // 初始化 '*'
    // 從 sb 索引 3 複製 5 字元 到 arr 索引 1
    sb.CopyTo(3, arr, 1, 5);
    ShowMessage(PChar(arr)); // 顯示 '*45678***'
  finally
    sb.Free;
  end;
end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject); // Chars[]
var
  sb: TStringBuilder;
begin
  sb := TStringBuilder.Create('Delphi 2009');
  try
    ShowMessage(sb.Chars[0]);           // 'D' - 第一字元
    ShowMessage(sb.Chars[sb.Length - 1]); // '9' - 最後字元
    // 寫入範例
    sb.Chars[0] := 'd'; // 修改首字元為小寫
    ShowMessage(sb.ToString); // 'delphi 2009'
  finally
    sb.Free;
  end;
end;

CopyTo 參數詳解


sb.CopyTo(SourceIndex, Destination, DestinationIndex, Count);

參數	說明	範例值
SourceIndex	來源緩衝區起始索引 (0-based)	3 (第 4 字元 '4')
Destination	目標字元陣列 (TCharArray = array of Char)	arr (長度 9)
DestinationIndex	目標陣列起始索引	1 (arr[1] 開始放置)
Count	複製字元數	5 (複製 '45678')

結果：arr = ['*', '4', '5', '6', '7', '8', '*', '*', '*'] → PChar(arr) = '*45678***'

Chars[] 索引器特性

0-based：Chars[0] 為首字元，Chars[Length-1] 為尾字元
可讀寫：c := sb.Chars[i] / sb.Chars[i] := c
預設屬性：sb[i] 等同 sb.Chars[i]
邊界檢查：越界拋出 EArgumentOutOfRangeException
Unicode 安全：Char = WideChar (UTF-16 代碼單元)

進階應用場景

1. 高效字元統計：避免字串轉換


function CountChar(sb: TStringBuilder; Target: Char): Integer;
var i: Integer;
begin
  Result := 0;
  for i := 0 to sb.Length - 1 do
    if sb.Chars[i] = Target then Inc(Result);
end;

2. 原地修改：大小寫轉換、字元替換


procedure ToUpperInPlace(sb: TStringBuilder);
var i: Integer; c: Char;
begin
  for i := 0 to sb.Length - 1 do
  begin
    c := sb.Chars[i];
    if (c >= 'a') and (c <= 'z') then
      sb.Chars[i] := Char(Ord(c) - 32); // 簡易 ASCII 大寫
  end;
end;

procedure ReplaceCharInPlace(sb: TStringBuilder; OldChar, NewChar: Char);
var i: Integer;
begin
  for i := 0 to sb.Length - 1 do
    if sb.Chars[i] = OldChar then sb.Chars[i] := NewChar;
end;

3. 批量輸出到字元陣列：互操作非托管 API


procedure PassToCStyleAPI(sb: TStringBuilder);
var
  arr: TCharArray;
  len: Integer;
begin
  len := sb.Length;
  SetLength(arr, len + 1); // +1 給 null 結束符
  sb.CopyTo(0, arr, 0, len);
  arr[len] := #0; // 手動加 null
  // 呼叫 C API: MyCFunction(PChar(arr));
end;

4. 區段移動：實作 Insert/Remove 核心邏輯


procedure MoveGap(sb: TStringBuilder; FromIndex, ToIndex, Count: Integer);
var
  temp: TCharArray;
begin
  SetLength(temp, Count);
  sb.CopyTo(FromIndex, temp, 0, Count); // 複製到暫存
  // 這裡需配合內部緩衝區移動邏輯，實際用 Insert/Remove 方法更簡單
end;

Chars[] vs CopyTo 效能對比

操作	Chars[] 迴圈	CopyTo	建議
單字元讀寫	✅ O(1)	❌	用 Chars[]
連續區段複製	❌ O(n) 逐個複製	✅ O(n) 記憶體塊複製	用 CopyTo
全緩衝區導出	慢	快 (單次 memcpy)	用 CopyTo
非連續/條件式	✅ 靈活	❌	用 Chars[]

最佳實務建議

區段操作優先 CopyTo：底層呼叫 Move/CopyMemory，效能遠優於迴圈
預分配目標陣列：SetLength(arr, Count) 避免重複分配
注意 Unicode 代碼單元：Char = 2 字節，補字元 (Surrogate Pair) 佔 2 個 Char
CopyTo 不擴展目標陣列：確保 DestinationIndex + Count <= Length(Destination)
Chars[] 寫入會觸發緩衝區擴容檢查：大量寫入前考慮 EnsureCapacity

總結

Chars[] 提供隨機存取單字元能力，CopyTo 提供批量記憶體複製能力。兩者結合覆蓋從字元級解析、原地修改、統計分析到非托管互操作的完整需求。掌握 CopyTo(SourceIndex, Dest, DestIndex, Count) 參數語意，善用陣列預分配，即能發揮 TStringBuilder 高效字元緩衝區的最大效能。