C# 字符串：长度、比较、转义字符、逐字与多行字符串

C# 中的 string 是一个 UTF-16 字符（char 值）序列。它是引用类型，但在关键方面表现得像值：它是不可变的，而且 == 比较的是文本，而不是对象是否为同一个。string 是 .NET 类型 System.String 的 C# 关键字，两者可以互换。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string city = "Porto";
        string empty = "";
        string repeated = new string('*', 5);
        char[] letters = { 'h', 'i' };
        string fromChars = new string(letters);

        Console.WriteLine(city);
        Console.WriteLine(city.Length);
        Console.WriteLine(empty.Length);
        Console.WriteLine(repeated);
        Console.WriteLine(fromChars);
        Console.WriteLine(city + " has " + city.Length + " letters");
    }
}

输出：

Porto
5
0
*****
hi
Porto has 5 letters

字符串是不可变的

没有任何方法会就地修改字符串。ToUpper、Replace、Trim 以及其他所有方法都返回一个新字符串，原字符串保持不变。忘记使用返回值是非常常见的字符串 bug：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string name = "  maya  ";

        name.Trim();          // result discarded: name is unchanged
        name.ToUpper();       // same
        Console.WriteLine($"[{name}]");

        name = name.Trim().ToUpper();   // assign the new string
        Console.WriteLine($"[{name}]");

        string original = "tea";
        string copy = original;
        copy += " and cake";   // creates a new string; original is not affected
        Console.WriteLine(original);
        Console.WriteLine(copy);
    }
}

输出：

[  maya  ]
[MAYA]
tea
tea and cake

不可变性让字符串可以安全地在线程之间共享，也可以安全地用作字典的键。代价是在循环中一段一段地构建字符串时，每一步都会创建一个新字符串；这种情况请使用 StringBuilder。

长度与索引

Length 是一个属性（不加括号）。索引器 s[i] 返回位置 i 上的 char，从 0 开始计数，并且是只读的：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string code = "AB-2931";

        Console.WriteLine(code.Length);          // 7
        Console.WriteLine(code[0]);              // A
        Console.WriteLine(code[code.Length - 1]); // last character: 1

        // code[0] = 'X';   // error CS0200: the indexer is read-only

        try
        {
            char c = code[7];                    // valid indexes are 0..6
        }
        catch (IndexOutOfRangeException)
        {
            Console.WriteLine("IndexOutOfRangeException");
        }

        char[] chars = code.ToCharArray();       // to modify, copy into an array
        chars[0] = 'X';
        Console.WriteLine(new string(chars));
    }
}

输出：

7
A
1
IndexOutOfRangeException
XB-2931

C# 8 及更高版本还接受从末尾开始的索引：code[^1] 是最后一个字符，等同于 code[code.Length - 1]。要一次取多个字符，请看 子字符串。

Length 统计的是 UTF-16 代码单元，而不是读者眼中的字符个数。大多数语言中的大多数字母都是一个单元，但 emoji 和一些少见的文字使用两个单元（一个代理对），所以 "👍".Length 是 2。

比较字符串

== 和 != 比较字符，区分大小写。其他情况请传入一个 StringComparison 值来说明如何比较：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string a = "Report.PDF";
        string b = "report.pdf";

        Console.WriteLine(a == b);                                   // False
        Console.WriteLine(a.Equals(b));                              // False
        Console.WriteLine(string.Equals(a, b, StringComparison.OrdinalIgnoreCase)); // True
        Console.WriteLine(a.Equals(b, StringComparison.OrdinalIgnoreCase));         // True

        // Ordering: negative, zero or positive
        int order = string.Compare("apple", "banana", StringComparison.Ordinal);
        Console.WriteLine(order < 0 ? "apple first" : "banana first");

        Console.WriteLine(string.Compare("Zoe", "adam", StringComparison.Ordinal) < 0);           // uppercase sorts first
        Console.WriteLine(string.Compare("Zoe", "adam", StringComparison.OrdinalIgnoreCase) < 0); // False

        string missing = null;
        Console.WriteLine(missing == "x");                           // False, no exception
        Console.WriteLine(string.Equals(missing, null));             // True
    }
}

输出：

False
False
True
True
apple first
True
False
False
True

该用哪种比较：

• Ordinal 比较字符的数字编码。它快速、可预测，并且在每台机器上结果都相同。用于标识符、文件名、键、协议值以及任何不展示给人看的内容。
• OrdinalIgnoreCase 与上面相同，但忽略大小写。适合不区分大小写的检查，比如文件扩展名或 HTTP 头。
• CurrentCulture（以及 CurrentCultureIgnoreCase）遵循用户语言的规则，因此排序方式与该语言的词典一致。用于对展示给用户的列表排序。
• InvariantCulture 使用区分区域性、但不依赖用户语言设置的规则。它仍然取决于全球化库：现代 .NET 使用 ICU，.NET Framework 使用 Windows 的 NLS，两者对某些字符串的排序可能不同。

不带 StringComparison 的 string.Compare(a, b) 和 a.CompareTo(b) 使用当前区域性，因此结果会因机器而异。避免用 a.ToLower() == b.ToLower() 来比较：它会分配两个新字符串，而且在某些区域性下会给出错误答案（土耳其语中带点和不带点的 i 是经典例子）。

当 a 为 null 时调用 a.Equals(b) 会抛出 NullReferenceException，而 a == b 和静态的 string.Equals(a, b) 可以安全地处理 null。

转义字符

在普通字符串字面量中，反斜杠表示转义序列的开始：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("Name:\tAna\nCity:\tPorto");
        Console.WriteLine("She said \"hi\"");
        Console.WriteLine("C:\\temp\\report.txt");
        Console.WriteLine("caf\u0065 = cafe");
        Console.WriteLine('\'' + " is a quote char");
    }
}

输出：

Name:	Ana
City:	Porto
She said "hi"
C:\temp\report.txt
cafe = cafe
' is a quote char

无法识别的序列如 "\d" 会导致编译错误（CS1009，无法识别的转义序列），把 Windows 路径或正则表达式写成普通字符串时就会遇到这种情况。

逐字字符串与多行字符串

在字面量前加 @ 会让它成为逐字字符串：反斜杠是字面字符，字符串可以跨多行。唯一剩下的转义是 ""，它表示一个双引号。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string path = @"C:\Users\ana\Documents\notes.txt";
        string pattern = @"\d{3}-\d{4}";
        string quote = @"He said ""ready"" and left.";

        string address = @"Rua das Flores 12
4050-262 Porto
Portugal";

        Console.WriteLine(path);
        Console.WriteLine(pattern);
        Console.WriteLine(quote);
        Console.WriteLine(address);

        string lines = "first line" + Environment.NewLine + "second line";
        Console.WriteLine(lines);
    }
}

输出：

C:\Users\ana\Documents\notes.txt
\d{3}-\d{4}
He said "ready" and left.
Rua das Flores 12
4050-262 Porto
Portugal
first line
second line

逐字多行字符串包含引号之间的所有内容，包括后续行的缩进，所以它们通常像上面那样顶格书写。其中的换行符就是源文件中的换行符，所以用 Windows 换行符保存的文件会得到 \r\n。

C# 11 新增了原始字符串字面量，同时解决了这两个问题。它们以三个或更多双引号开始和结束，完全不需要转义，并且会去掉与结束引号相同的缩进：

// C# 11 and later
string json = """
    {
      "name": "Ana",
      "path": "C:\temp"
    }
    """;
// The 4 spaces before the closing """ are removed from every line.

如果内容本身包含 """，就改用四个引号开始和结束。原始字面量也可以与插值结合（$"""..."""）；见 字符串插值。

null、空字符串与空白

字符串变量可以是 null（根本没有字符串）、空字符串（""，长度为 0），或者只包含空白字符。有两个静态辅助方法可以检查这些情况，而不会有 NullReferenceException 的风险：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string[] inputs = { null, "", "   ", "Ana" };

        foreach (string s in inputs)
        {
            string shown = s == null ? "null" : $"\"{s}\"";
            Console.WriteLine($"{shown,-7} empty: {string.IsNullOrEmpty(s),-5}  blank: {string.IsNullOrWhiteSpace(s)}");
        }

        Console.WriteLine(string.Empty == "");
    }
}

输出：

null    empty: True   blank: True
""      empty: True   blank: True
"   "   empty: False  blank: True
"Ana"   empty: False  blank: False
True

验证用户输入时，你几乎总是需要 string.IsNullOrWhiteSpace。string.Empty 和 "" 是同一个值，写哪个只是风格问题。

遍历字符

字符串是可枚举的，所以 foreach 会访问每一个 char。char 类型有用来对字符分类的静态方法：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string password = "Sunset2026!";
        int letters = 0, digits = 0, upper = 0, other = 0;

        foreach (char c in password)
        {
            if (char.IsLetter(c)) letters++;
            if (char.IsDigit(c)) digits++;
            if (char.IsUpper(c)) upper++;
            if (!char.IsLetterOrDigit(c)) other++;
        }

        Console.WriteLine($"letters={letters} digits={digits} upper={upper} symbols={other}");

        for (int i = password.Length - 1; i >= 0; i--)   // backwards with an index
        {
            Console.Write(password[i]);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

输出：

letters=6 digits=4 upper=1 symbols=1
!6202tesnuS

连接字符串

+ 用于拼接，另一边可以是任意类型（它会调用 ToString()）。要组合很多值，请优先使用插值或 string.Join：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string first = "Ana", last = "Silva";
        int age = 31;

        Console.WriteLine(first + " " + last + ", " + age);
        Console.WriteLine($"{first} {last}, {age}");
        Console.WriteLine(string.Concat(first, last));
        Console.WriteLine(string.Join(" | ", "tea", "coffee", "juice"));
        Console.WriteLine("Total: " + 2 + 3);    // "Total: 23"
        Console.WriteLine("Total: " + (2 + 3));  // "Total: 5"
    }
}

输出：

Ana Silva, 31
Ana Silva, 31
AnaSilva
tea | coffee | juice
Total: 23
Total: 5

最后两行展示了一个优先级陷阱：+ 从左到右求值，所以一旦左边是字符串，后面的每个 + 都是拼接。在拼接中进行算术运算时，请加上括号。