.NET 基础 - StringBuilder 类

1) StringBuilder 是什么，什么时候该用

StringBuilder（System.Text）是可变字符串 容器，适合反复拼接/插入/删除/替换 的场景：它允许直接 Append/Insert/Remove/Replace 子串，而不是每次都生成新的 string。

典型应用：循环里拼字符串 、拼大文本 、需要频繁修改局部内容 → 优先 StringBuilder。

StringBuilder 的构造器可以选择接收一个初始字符串值，及内部容量的初始值（默认为16个字符）。

如果需要更大的容量，则 StringBuilder 会自动（以较小的性能代价）调整它的内部结构，以至其最大的容量（默认为 int.MaxValue ）。

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2) 核心属性与索引器

Length

• 当前内容长度（字符数）。
• 清空内容：可以 sb.Length = 0（但注意容量不变）。

Capacity（容量）

• 内部缓冲区容量；构造器可指定初始容量，默认 16 个字符。
• 容量不足会自动扩容（有一定性能代价），最大默认可到 int.MaxValue。

索引器 sb[i]

• 可读写单个字符（按字符位修改）。

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3) 常用方法（按用途分组）

构建/追加

• Append(...)：追加字符串/数字/字符等（最常用）。
• AppendLine(...)：追加后再追加换行（Windows 下 \r\n）。
• AppendFormat(...)：格式化追加，类似 string.Format。

局部编辑

• Insert(index, value)：在指定位置插入。
• Remove(startIndex, length)：删除一段。
• Replace(oldValue, newValue)：替换（语义同 string.Replace）。

生成最终字符串

• ToString()：得到最终 string 结果。

清空与复用

• sb.Length = 0 只清内容，不释放容量；曾经装过 100 万字符，清空后仍可能占用约 2MB 内存。
• 真想释放内存：new 一个新的 StringBuilder，让旧对象离开作用域等待 GC。

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4) 应用场景（代码示例）

场景 1：循环拼接大文本（日志/CSV/SQL）

典型用法就是循环 Append，最后 ToString()。

using System;
using System.Text;

class Demo
{
    static void Main()
    {
        var sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            sb.Append(i).Append(","); // 链式追加
        }

        // 去掉最后一个逗号（演示 Remove）
        if (sb.Length > 0) sb.Remove(sb.Length - 1, 1);

        string csvLine = sb.ToString();
        Console.WriteLine(csvLine);
    }
}

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场景 2：预估长度、提前设定容量，降低扩容成本

构造器可给初始字符串/初始容量；默认容量 16，不够会扩容。

using System.Text;

int rowCount = 20000;
int avgRowLen = 40;

// 预估容量：避免在循环里频繁扩容
var sb = new StringBuilder(capacity: rowCount * avgRowLen);

for (int i = 0; i < rowCount; i++)
{
    sb.Append("Row=").Append(i).AppendLine();
}

string text = sb.ToString();

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场景 3：局部插入/替换（模板渲染、协议报文、动态文本）

using System;
using System.Text;

var sb = new StringBuilder("Hello NAME, today is DATE.");

sb.Replace("NAME", "Ritchie");
sb.Replace("DATE", DateTime.Today.ToString("yyyy-MM-dd"));

sb.Insert(0, "[INFO] ");            // 头部插入
sb.Remove(sb.Length - 1, 1);        // 删除末尾句点

Console.WriteLine(sb.ToString());

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场景 4：按字符修改（索引器）

StringBuilder 有可写索引器，可以直接改某一位字符。

using System;
using System.Text;

var sb = new StringBuilder("A1C3E5");
for (int i = 1; i < sb.Length; i += 2)
{
    sb[i] = '*'; // 把奇数位替换为 *
}
Console.WriteLine(sb); // A*C*E*

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场景 5：复用 vs 释放内存（你写长期运行程序时很关键）

sb.Length=0 不会减小容量；要释放容量需 new 新对象。

using System.Text;

// 复用：适合高频、短文本（避免频繁分配）
var sb = new StringBuilder(1024);
sb.Append("...大量拼接...");
sb.Length = 0; // 清空但不释放容量

// 释放：曾经装过超大文本，想把内存还给系统
sb = new StringBuilder(); // 换新对象，旧对象可被 GC 回收