Eu gostaria de um método eficiente que funcionasse algo como isto

EDIT: Desculpe, eu não coloquei o que tinha tentado antes. Eu atualizei o exemplo agora.

// Method signature, Only replaces first instance or how many are specified in max
public int MyReplace(ref string source,string org, string replace, int start, int max)
{
     int ret = 0;
     int len = replace.Length;
     int olen = org.Length;
     for(int i = 0; i < max; i++)
     {
          // Find the next instance of the search string
          int x = source.IndexOf(org, ret + olen);
          if(x > ret)
             ret = x;
          else
             break;

         // Insert the replacement
         source = source.Insert(x, replace);
         // And remove the original
         source = source.Remove(x + len, olen); // removes original string
     }
     return ret;
}

string source = "The cat can fly but only if he is the cat in the hat";
int i = MyReplace(ref source,"cat", "giraffe", 8, 1); 

// Results in the string "The cat can fly but only if he is the giraffe in the hat"
// i contains the index of the first letter of "giraffe" in the new string

A única razão pela qual estou perguntando é porque minha implementação imaginaria ficar lenta com 1.000s de substituições.