.NET 字串取代五大方法效能實測與自訂高演算法

五種常見取代方法

1. String.Replace：最簡單，不支援忽略大小寫
2. Regex.Replace：支援 RegexOptions.IgnoreCase，功能最強但效能最差
3. String.Substring + 字串串接：小資料量可行，大量資料因字串不可變導致大量記憶體配置
4. Microsoft.VisualBasic.Strings.Replace：VB 執行階段函式，速度快於 Regex，支援 CompareMethod.Text
5. StringBuilder + Split/Join：手動分割重組，效能介於 Replace 與 VB 之間

自訂高效能演算法：ReplaceEx

原理：預先計算最大可能結果長度，配置 char[] 緩衝區，單次掃描原字串，以 IndexOf 定位比對位置，直接寫入緩衝區，最後 new string(buffer, 0, count) 產生結果。支援選擇性忽略大小寫。

private static string ReplaceEx(string original, string pattern, string replacement, bool ignoreCase = true) {
    if (string.IsNullOrEmpty(pattern)) return original;
    var src = ignoreCase ? original.ToUpper() : original;
    var pat = ignoreCase ? pattern.ToUpper() : pattern;
    int maxLen = original.Length + Math.Max(0, (original.Length / pattern.Length) * (replacement.Length - pattern.Length));
    var buffer = new char[maxLen];
    int count = 0, pos0 = 0, pos1;
    while ((pos1 = src.IndexOf(pat, pos0)) != -1) {
        // 複製未比對段
        for (int i = pos0; i < pos1; i++) buffer[count++] = original[i];
        // 複製取代字串
        for (int i = 0; i < replacement.Length; i++) buffer[count++] = replacement[i];
        pos0 = pos1 + pattern.Length;
    }
    // 複製剩餘尾段
    for (int i = pos0; i < original.Length; i++) buffer[count++] = original[i];
    return new string(buffer, 0, count);
}

效能實測結果（1000 次迴圈，資料量遞增）

結論：String.Replace（區分大小寫）最快；需忽略大小寫時，ReplaceEx 大幅優於 Regex 與 VB 版本，適合高頻、大資料量場景。

選擇建議

• 一般情況、區分大小寫 → String.Replace
• 需忽略大小寫、中低頻 → Microsoft.VisualBasic.Strings.Replace
• 高頻、大資料量、忽略大小寫 → 自訂 ReplaceEx 或 StringBuilder 手寫
• 複雜模式（萬用字元、群組） → Regex.Replace（接受效能代價）