string对象的性能问题
了解string对象的内存分配行为后,接下来我们如何考虑使用什么方法来避免字符串频繁的拷贝,有些经验的“老油条”应该都领略过了const string&这类参数类型声明并不能从根本上解决问题（上一篇文章的程序输出已经隐藏地说明了这一点）,因为按引用传参仅能避免了参数传递的字符串拷贝,但在被调用函数内部,只要涉及string对象赋值操作，string内部仍然执行拷贝依然存在,特别是大字符串的赋值操作会触发堆内存分配,我们知道堆内存管理是一个高时间成本消耗的操作。
C++的string对象,如果大于默认的字符串长度阀值。对于长度为N的字符串,时间成本为O(n),空间成本是2xS(n);
于是C++17就有了string_view这个标准库的扩展，这个扩展极大地解决了string拷贝的空间成本和时间成本问题。我们本篇要介绍的是string_view是C++程序猿在处理字符串操作的一大福音。因为string_view基本没有涉及内存的额外分配。
#include <string>
#include <iostream>
#include <string_view>
void* operator new(std::size_t count){
std::cout<<"分配了堆内存"<<count<<"字节."<<std::endl;
return malloc(count);
}
void operator delete(void* p){
std::cout<<"释放堆内存:"<<p<<std::endl;
free(p);
}
void show_str(const std::string &str){
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"show_str()临时变量tmp初始化"<<std::endl;
std::string tmp=str;
printf("str副本的地址:%p\n",str.c_str());
printf("tmp副本的地址:%p\n",tmp.c_str());
}
void show_stv(std::string_view stv){
printf("string_view对象str的内部地址:%p\n",stv.data());
}
int main(void){
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"-------初始化string对象-------"<<std::endl;
std::string you="How do you do~,My name is peter!";
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"-------初始化string_view对象-------"<<std::endl;
std::string_view stv(you.c_str(),you.size());
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"---------show_str---------"<<std::endl;
printf("main函数:you副本中的字符串地址:%p\n",you.c_str());
show_str(you);
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"字符串字面量直接传参方式"<<std::endl;
show_str("How do you do~,My name is peter!");
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"---------show_stv----------"<<std::endl;
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"字符串字面量直接传参方式"<<std::endl;
show_stv(stv);
std::cout<<std::endl;
std::cout<<"数组字符串传参方式"<<std::endl;
show_stv("How do you do~,My name is peter!");
std::cout<<std::endl;
return 0;
}
程序输出:
到这里我们从上图程序输出可以发现,string_view对象从初始化到打印几次调用show_stv()函数都无法涉及触发new操作,并且因为string_view实际上不持有字符串副本,因此string_view从空间成本和时间成本远远胜于string对象。
因为string_view内部的私有数据成员_M_str是一个类似C版本的char*指针,该私有数据成员指向初始化string_view构造函数的字符串副本的地址。我们向被调用函数传递string_view类型的参数，你可以不科学d地因为认为如下类似的代码是相当的
show_stv(std::string_view)
效果相当于
show_stv(char*)
因为它们涉及赋值操作的时间成本是O(1),另外,string_view内部并不持有一个字符串副本 ,所以涉及空间消耗可以认为S(1).
string_view的适用场合
由于string_view对象无法被使用它的函数修改，因此要更新string_view所引用的字符串副本,还是需要修改它所引用的string类型的内部字符串副本。
- 字符串查找
- 遍历字符串
- 显示字符串
结语
我这里并不打算罗列一大堆string_view的api，因为没必要,你要掌握它的基本用法,只要熟悉string对象,掌握string_view自然不是问题。你也可以参考其他相关的文章。
网友评论