Question

C ++ Primer说

对于大多数应用程序，除了更安全之外，它还更多高效使用库字符串而不是C风格的字符串

了解安全。为什么C ++字符串库更有效？毕竟，在它之下，是不是字符串仍然表示为字符数组？

为了澄清，作者是否谈论程序员效率（理解）或处理效率？

Answer 1

C字符串通常更快，因为它们不调用malloc / new。但有些情况std::string更快。函数strlen()是O（N），但std::string::size()是O（1）。

当你搜索子字符串时，在C字符串中你需要在'\0'的每个周期检查std::string - 你没有。在一个天真的子串搜索算法中它并不重要，因为您需要检查'\0'而不是检查i<s.size()。但现代高性能子串搜索算法以多字节步骤遍历字符串。并且需要在每个字节中进行'\0'检查会减慢它们的速度。这就是为什么GLIBC memmem比strstr快x2倍的原因。我做了a lot of benchmarking子串算法。

这不仅适用于子串搜索算法。对于零终止字符串，许多其他字符串处理算法较慢。

Answer 2

为什么C ++字符串库更有效？毕竟，在它之下，是不是字符串仍然表示为字符数组？

因为如果不仔细编写，使用char*或char[]的代码更有可能是无效的。例如，您是否看过 loop ，如下所示：

char *get_data();

char const *s = get_data(); 

for(size_t i = 0 ; i < strlen(s) ; ++i) //Is it efficent loop? No.
{
   //do something
}

效率这么高吗？不。strlen()的时间复杂度为O(N)，此外，它在每次迭代中计算，在上面的代码中。

现在您可以说“如果我只拨打strlen()一次，我就可以提高效率。”。当然可以。但是你必须自己做和的所有那种优化。如果你遗漏了什么，你错过了CPU周期。但是对于std::string，许多这样的优化都是由类本身完成的。所以你可以这样写：

std::string get_data();

std::string const & s = get_data(); //avoid copy if you don't need  it

for(size_t i = 0 ; i < s.size() ; ++i) //Is it efficent loop? Yes.
{
   //do something
}

效率这么高吗？是。 size()的时间复杂度为O(1)。无需手动优化它，这通常会使代码看起来丑陋且难以阅读。与std::string相比，char*生成的代码几乎总是整洁干净。

另请注意，std::string不仅可以使您的代码在CPU周期方面更有效率，而且还可以提高程序员的工作效率！

Answer 3

某些情况下std::string可能超过char[]。例如，C风格的字符串通常没有传递明确的长度 - 而是NUL终结符隐式定义长度。

这意味着连续strcat到char[]的循环实际上正在执行O（n²）工作，因为每个strcat必须处理整个字符串以确定插入点。相比之下，std::string连接到字符串末尾需要执行的唯一工作是复制新字符（并可能重新分配存储 - 但为了比较公平，您必须知道最大值预先确定尺寸并reserve()它。）

Answer 4

std::string知道它的长度，这使得许多操作更快。

例如，给定：

const char* c1 = "Hello, world!";
const char* c2 = "Hello, world plus dog!";
std::string s1 = c1;
std::string s2 = c2;

strlen(c1)比s1.length()慢。为了进行比较，strcmp(c1, c2)必须比较几个字符以确定字符串不相等，但s1 == s2可以判断长度不相同并立即返回false。

其他操作也可以通过提前知道长度来获益，例如： strcat(buf, c1)必须在buf中找到空终止符才能找到附加数据的位置，但s1 += s2已知道s1的长度，并且可以在正确的位置添加新字符立即

在内存管理方面，std::string每次增长时都会分配额外的空间，这意味着未来的附加操作不需要重新分配。

Answer 5

字符串是包含字符数组及其大小和其他功能的对象。最好使用字符串库中的字符串，因为它们可以避免分配和释放内存，查找内存泄漏和其他指针危险。但由于字符串是对象，因此它们在内存中占用了额外的空间。

Cstrings只是字符数组。当你实时工作时，它们应该被使用;当你完全不知道你手上有多少内存空间时。如果您正在使用cstrings，则必须注意内存分配，然后通过strcpy或逐个字符将数据复制到其中，然后在使用后取消分配等。因此，如果你想避免一堆头痛，最好使用字符串库中的字符串。

字符串提高了程序效率但降低了处理效率（尽管不一定）。反之亦然是cstrings

Answer 6

嗯，一个明显而简单的事情是它们实际上更有效（关于运行时）是，它们将字符串的长度与数据一起存储（或者至少它们的size方法必须是O（1 ），几乎相同）。

因此，无论何时您需要在C字符串中找到NUL字符（并因此遍历整个字符串一次），您就可以在恒定时间内获得大小。这种情况发生了很多，例如复制或连接字符串时，事先分配一个新的字符串，你需要知道它的大小。

但我不知道这是作者的意思，还是它在实践中有很大的不同，但它仍然是一个有效的观点。

Answer 7

这是一个简短的观点。

首先，C ++字符串是对象，因此在面向对象语言中使用它们更加一致。

然后，标准库为字符串，迭代器等提供了许多有用的功能。所有这些东西都是你不必再编码的东西，所以你得到时间并且你确定这段代码是（几乎没有问题。

最后，C字符串是指针，当你是新手时很难理解它们，并且它们带来了复杂性。由于引用比C ++中的指针更受欢迎，因此使用std :: string而不是C string会更加明显。

希望我帮助过。

Answer 8

C风格字符串的难点在于，除非人们知道包含它们的数据结构，否则实际上不能对它们做很多事情。例如，当使用“strcpy”时，必须知道目标缓冲区是可写的，并且有足够的空间容纳源中第一个零字节的所有内容（当然，在很多情况下，实际上并非如此）知道这一点......）。很少有库例程为按需分配空间提供任何支持，我认为所有那些通过无条件地分配它来工作（所以如果有一个缓冲区的空间为1000字节，并且一个想要复制一个900字节的字符串，代码使用这些方法将不得不放弃1000字节的缓冲区，然后创建一个新的900字节缓冲区，即使重用1000字节缓冲区可能更好。）

在许多情况下，使用面向对象的字符串类型不如使用标准C字符串那样高效，而是找出分配和重用事物的最佳方法。另一方面，为最佳地分配和重用字符串而编写的代码可能非常脆弱，并且对需求的轻微更改可能需要对代码进行大量棘手的小调整 - 未能完美地调整代码可能会导致错误可能是明显的，严重的，或微妙的，但更严重的。避免使用标准C字符串的代码中的脆弱性的最实用的方法是非常保守地设计它。记录最大输入数据大小，截断任何太大的内容，并为所有内容使用大缓冲区。可行，但效率不高。

相比之下，如果使用面向对象的字符串类型，他们使用的分配模式可能不是最优的，但可能会比“分配一切大”的方法更好。因此，它们将手工优化代码方法的大部分运行时效率与“分配一切大”方法的安全性结合起来。

C-String与C ++字符串的效率

8 个答案: