C# 字符串處理完全指南：核心方法、StringBuilder、正則與格式化實戰

字符串本質：不可變的引用類型

string（System.String）是 不可變 的引用類型。每次「修改」實際都會在托管堆上分配新物件，舊物件等待 GC 回收。高頻拼接場景必須使用 StringBuilder。

一、聲明與初始化

// 字面量（推薦）
string s1 = "Hello";
string s2 = @"C:\Path\To\File";      // 逐字字面量，不轉義
string s3 = $"{DateTime.Now:yyyy-MM-dd}"; // 字串插值

// 建構函式
char[] chars = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' };
string s4 = new string(chars);
string s5 = new string('*', 10);    // 重複字符

二、核心實例方法速查表

三、StringBuilder：高效構建字串

var sb = new StringBuilder("初始", 100); // 預分配容量
sb.Append("內容");
sb.AppendFormat("格式化 {0:N2}", 1234.5);
sb.Insert(0, "前綴_");
sb.Remove(5, 3);
sb.Replace('舊', '新');
string result = sb.ToString(); // 單次分配

效能基準： 循環 10 萬次拼接，StringBuilder 約快 1000 倍且零 Gen2 GC。

四、正則表達式進階應用

using System.Text.RegularExpressions;

var pattern = @"^\d{4}-\d{2}-\d{2}$"; // 日期格式
var input = "2024-01-15";

// 1. 單次匹配
bool valid = Regex.IsMatch(input, pattern);

// 2. 提取分組
var match = Regex.Match(input, @"(\d{4})-(\d{2})");
if (match.Success) {
    var year = match.Groups[1].Value;
    var month = match.Groups[2].Value;
}

// 3. 替換
string masked = Regex.Replace("身份證 A123456789", @"\w\d{9}", "***隱藏***");

// 4. 分割（支援正則分隔符）
string[] parts = Regex.Split("a,b;c|d", @"[,;|]");

// 編譯選項：RegexOptions.Compiled 提升重複使用效能
var regex = new Regex(pattern, RegexOptions.Compiled);

五、格式化輸出與解析

標準數值格式字串

自訂日期時間格式

DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff"); // 2024-01-15 14:30:45.123
DateTime.Now.ToString("yyyy年M月d日 dddd", new CultureInfo("zh-TW")); // 2024年1月15日 星期一

字串插值（C# 6+ 推薦）

var name = "張三";
var score = 98.5;
var msg = $"學生 {name} 得分 {score:N1} 分，等級 {(score >= 90 ? "優" : "良")}";

六、控制台 I/O 實用片段

// 輸出
Console.WriteLine("帶換行");
Console.Write("不換行");

// 格式化輸出
Console.WriteLine("姓名：{0,-10} 年齡：{1,3}", "李四", 25);

// 輸入
Console.Write("請輸入姓名：");
string input = Console.ReadLine()?.Trim() ?? "";

// 安全解析數值
if (int.TryParse(Console.ReadLine(), out int age)) { ... }

七、實戰案例：IP 地址處理

string ip = "192.168.1.100";
// 分割
var segments = ip.Split('.');
// 驗證
bool valid = segments.Length == 4 && segments.All(s => byte.TryParse(s, out _));
// 重組
string dotted = string.Join(".", segments);
string spaced = string.Join(" ", segments); // 192 168 1 100

八、避坑指南

• 字串比較：預設區分大小寫，跨文化比較務必指定 StringComparison.OrdinalIgnoreCase。
• null 檢查：使用 string.IsNullOrEmpty() / IsNullOrWhiteSpace()。
• 效能陷阱：循環中用 + 拼接 → 改 StringBuilder 或 string.Concat。
• 編碼問題：跨系統交互明確指定 Encoding.UTF8，避免預設編碼差異。

結語

熟練掌握 string 不可變特性、StringBuilder 高效構建、正則強大匹配、格式化靈活輸出，是 C# 開發者處理文本數據的核心功力。選對工具，事半功倍。