忽略字符串大小写替换的更高效实现

    昨天灵感兄的一篇文章，其中仔细的比较了在.NET中做忽略字符串大小写替换的问题。并且给出了5个现有的解决方案，和详细的效率测试数据。不过仔细看完后，我对于Microsoft VisualBasic RunTime中的String.Replace的效率不敢苟同，特别是看过C#改写的代码后，更是疑窦丛生。

    觉得VBString.Replace()效率有问题的主要原因是，Split()再Join()这个操作会带来大量的String碎片，这对于托管系统来说，代价是很大的。而且字符串中替换频率越高，对性能的损耗也就越是明显，后面的测试示例中我们会看到这个问题的。所以我实现的这个ReplaceEx()出发点就是避免产生String碎片，同时实现代码也不复杂，如下：

private static string ReplaceEx(string original, string pattern, string replacement)
{
    int count, position0, position1;
    count = position0 = position1 = 0;
    string upperString = original.ToUpper();
    string upperPattern = pattern.ToUpper();
    int inc = (original.Length/pattern.Length)*(replacement.Length-pattern.Length);
    char [] chars = new char[original.Length + Math.Max(0, inc)];
    while( (position1 = upperString.IndexOf(upperPattern, position0)) != -1 )
    {
        for ( int i=position0 ; i < position1 ; ++i ) chars[count++] = original[i];
        for ( int i=0 ; i < replacement.Length ; ++i ) chars[count++] = replacement[i];
        position0 = position1+pattern.Length;
    }
    if ( position0 == 0 ) return original;
    for ( int i=position0 ; i < original.Length ; ++i ) chars[count++] = original[i];
    return new string(chars, 0, count);
}

    只有18行代码，要说复杂大家也不会同意吧？

    为了省事，直接用灵感兄的测试代码了。他的Test Case是："要把字符串"中华aBc共和国"中的"abc"替换为"人民"，注意：源子字符串是"aBc"，要替换的是"abc"，这里目的是要测试不区分大小写。为了测试效率，我特意先把测试字符串累加1000次，然后循环测试1000次。"。

    测试数据如下： 
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 2.05845295980355s = 0.684810220293361s = 0.679955692692786s = 0.535100131441287s Fastest! = 0.0564451627231953s (直接用的String.Replace()，仅做参考用)

    // .NET Framework 1.1, Windows xp sp2 en, P4 2.4G 512M.

    由于substring和substringB太慢了，我都没有耐心等待其结果了，故取消了对他们的测试。前面我提到说，如果被替换字符串的替换频率增大，vb和vbReplace这两个方法的开销也会急剧增大。下面看我的测试数据，不改变测试程序的循环次数，只修改：string segment = "中华aBc共和国";一句话。

    1、string segment = "中abc华aBc共和国";
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 3.75481827997692s = 1.52745502570857s = 1.46234256029747s = 0.797071415501132s !!! = 0.178327413120941s

    // ReplaceEx > vbReplace > vb > regexp

    2、string segment = "中abc华aBc共abC和国";
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 5.30117431126023s = 2.46258449048692s = 2.5018721653171s = 1.00662179131705s !!! = 0.233760994763301s

    // ReplaceEx > vb > vbReplace > regexp

    3、string segment = "中abc华aBc共abC和Abc国";
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 7.00987862982586s = 3.61050301085753s = 3.42324876485699s = 1.14969947297771s !!! = 0.277254511397398s

    // ReplaceEx > vbReplace > vb > regexp

    4、string segment = "ABCabcAbCaBcAbcabCABCAbcaBC";
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 13.5940090151123s = 11.6806222578568s = 11.1757614445411s = 1.70264153684337s !!!(压倒优势) = 0.42236820601501s

    // ReplaceEx > vbReplace > vb > regexp

    看到这里，是不是觉得ReplaceEx就是无敌的快了呢？其实我也希望是，不过在极端的情况下，就是segment中没有可以替换的pattern时，ReplaceEx就不行了:(

    5、string segment = "AaBbCc";
   

regexp vb vbReplace ReplaceEx Replace

= 0.671307945562914s = 0.32356849823092s = 0.316965703741677s !!! = 0.418256510254795s = 0.0453026851178013s

    // vbReplace > vb > ReplaceEx > regexp

    在第5个测试中，ReplaceEx效率不高的原因是，其所有消耗都耗费在了这两个语句上：

 string upperString = original.ToUpper();
 string upperPattern = pattern.ToUpper();

    如果我们使用CompareInfo和CompareOptions来进行IndexOf操作，虽然可以避免对字符串进行case转换，但是除测试5中的极端情况外，其他情况下效率都低于ReplaceEx目前的实现。

    欢迎您测试运行效率，并提供更优化方案:)

    BTW: 记录测试数据不用多次平均，但最好不要使用第一次编译后的运行结果。