我们每天都遇到很多情况，我们必须在代码中执行繁琐且非常多的字符串操作。我们都知道字符串操作是昂贵的操作。我想知道哪些是最便宜的版本。
最常见的操作是连接（这是我们可以在某种程度上控制的）。在C ++中连接std :: strings的最佳方法是什么，以及加速连接的各种解决方法？
我的意思是，
std::string l_czTempStr;
1).l_czTempStr = "Test data1" + "Test data2" + "Test data3";
2). l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr += "Test data2";
l_czTempStr += "Test data3";
3). using << operator
4). using append()
另外，我们是否可以使用CString而不是std :: string？
答案 0 :(得分：61)
这是一个小型测试套件：
#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <sstream>
int main ()
{
typedef std::chrono::high_resolution_clock clock;
typedef std::chrono::duration<float, std::milli> mil;
std::string l_czTempStr;
std::string s1="Test data1";
auto t0 = clock::now();
#if VER==1
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = s1 + "Test data2" + "Test data3";
}
#elif VER==2
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr += "Test data2";
l_czTempStr += "Test data3";
}
#elif VER==3
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr.append("Test data2");
l_czTempStr.append("Test data3");
}
#elif VER==4
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
std::ostringstream oss;
oss << "Test data1";
oss << "Test data2";
oss << "Test data3";
l_czTempStr = oss.str();
}
#endif
auto t1 = clock::now();
std::cout << l_czTempStr << '\n';
std::cout << mil(t1-t0).count() << "ms\n";
}
在coliru上：
使用以下内容进行编译：
clang ++ -std = c ++ 11 -O3 -DVER = 1 -Wall -pedantic -pthread main.cpp
21.6463ms
-DVER = 2
6.61773ms
-DVER = 3
6.7855ms
-DVER = 4
102.015ms
看似2)，+=是赢家。
（同时使用和不使用-pthread进行编译似乎会影响时间）
答案 1 :(得分：31)
除了其他答案......
前段时间我对此问题进行了广泛的基准测试，得出的结论是所有用例中最有效的解决方案（Linux x86 / x64 / ARM上的GCC 4.7和4.8）是首先是reserve()结果字符串，有足够的空间来容纳所有连接的字符串，然后只有append()个（或使用operator +=()，这没有区别。）
不幸的是，我似乎删除了那个基准，所以你只能说出我的话（但如果我的话还不够，你可以很容易地调整Mats Petersson的基准来自己验证）。
简而言之：
const string space = " ";
string result;
result.reserve(5 + space.size() + 5);
result += "hello";
result += space;
result += "world";
根据确切的用例（连接字符串的数量，类型和大小），有时这种方法是最有效的，有时它与其他方法相同，但它永远不会更糟。
问题是，提前计算所需的总大小真是太痛苦了，特别是在混合字符串文字和std::string时（我相信上面的例子很清楚）。只要修改其中一个文字或添加另一个要连接的字符串，这些代码的可维护性就非常可怕。
一种方法是使用sizeof来计算文字的大小，但恕我直言，它会造成比它解决的混乱，可维护性仍然很糟糕：
#define STR_HELLO "hello"
#define STR_WORLD "world"
const string space = " ";
string result;
result.reserve(sizeof(STR_HELLO)-1 + space.size() + sizeof(STR_WORLD)-1);
result += STR_HELLO;
result += space;
result += STR_WORLD;
我最终确定了一组可变参数模板，它们可以有效地计算字符串大小（例如，字符串文字的大小在编译时确定），reserve()根据需要，然后连接所有内容。 / p>
在这里，希望这很有用：
namespace detail {
template<typename>
struct string_size_impl;
template<size_t N>
struct string_size_impl<const char[N]> {
static constexpr size_t size(const char (&) [N]) { return N - 1; }
};
template<size_t N>
struct string_size_impl<char[N]> {
static size_t size(char (&s) [N]) { return N ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<const char*> {
static size_t size(const char* s) { return s ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<char*> {
static size_t size(char* s) { return s ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<std::string> {
static size_t size(const std::string& s) { return s.size(); }
};
template<typename String> size_t string_size(String&& s) {
using noref_t = typename std::remove_reference<String>::type;
using string_t = typename std::conditional<std::is_array<noref_t>::value,
noref_t,
typename std::remove_cv<noref_t>::type
>::type;
return string_size_impl<string_t>::size(s);
}
template<typename...>
struct concatenate_impl;
template<typename String>
struct concatenate_impl<String> {
static size_t size(String&& s) { return string_size(s); }
static void concatenate(std::string& result, String&& s) { result += s; }
};
template<typename String, typename... Rest>
struct concatenate_impl<String, Rest...> {
static size_t size(String&& s, Rest&&... rest) {
return string_size(s)
+ concatenate_impl<Rest...>::size(std::forward<Rest>(rest)...);
}
static void concatenate(std::string& result, String&& s, Rest&&... rest) {
result += s;
concatenate_impl<Rest...>::concatenate(result, std::forward<Rest>(rest)...);
}
};
} // namespace detail
template<typename... Strings>
std::string concatenate(Strings&&... strings) {
std::string result;
result.reserve(detail::concatenate_impl<Strings...>::size(std::forward<Strings>(strings)...));
detail::concatenate_impl<Strings...>::concatenate(result, std::forward<Strings>(strings)...);
return result;
}
就公共界面而言，唯一有趣的部分是最后一个template<typename... Strings> std::string concatenate(Strings&&... strings)模板。用法很简单：
int main() {
const string space = " ";
std::string result = concatenate("hello", space, "world");
std::cout << result << std::endl;
}
启用优化后，任何体面的编译器都应该能够将concatenate调用扩展为与我手动编写所有内容的第一个示例相同的代码。至于GCC 4.7＆amp; 4.8关注的是，生成的代码和性能几乎相同。
答案 2 :(得分：18)
最糟糕的情况是使用普通的旧strcat（或sprintf），因为strcat采用C字符串，并且必须“计算”才能找到结尾。对于长串，这是一个真正的表现受害者。 C ++样式字符串要好得多，性能问题可能与内存分配有关，而不是计算长度。但话说再说一遍，字符串几何上增长（每次需要增长时都会增加一倍），所以它并不那么糟糕。
我非常怀疑上述所有方法最终都具有相同或至少非常相似的性能。如果有的话，我希望stringstream更慢，因为支持格式化的开销 - 但我也怀疑它是边缘的。
由于这种事情很“有趣”，我会回到基准......
修改
请注意，这些结果适用于运行x86-64 Linux的MY机器，使用g ++ 4.6.3编译。其他OS，编译器和C ++运行时库实现可能会有所不同。如果性能对您的应用程序很重要，那么使用您使用的编译器对您至关重要的系统进行基准测试。
这是我为测试这个而编写的代码。它可能不是真实场景的完美表现，但我认为这是一个代表性的场景：
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <string>
#include <sstream>
#include <cstring>
using namespace std;
static __inline__ unsigned long long rdtsc(void)
{
unsigned hi, lo;
__asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
return ( (unsigned long long)lo)|( ((unsigned long long)hi)<<32 );
}
string build_string_1(const string &a, const string &b, const string &c)
{
string out = a + b + c;
return out;
}
string build_string_1a(const string &a, const string &b, const string &c)
{
string out;
out.resize(a.length()*3);
out = a + b + c;
return out;
}
string build_string_2(const string &a, const string &b, const string &c)
{
string out = a;
out += b;
out += c;
return out;
}
string build_string_3(const string &a, const string &b, const string &c)
{
string out;
out = a;
out.append(b);
out.append(c);
return out;
}
string build_string_4(const string &a, const string &b, const string &c)
{
stringstream ss;
ss << a << b << c;
return ss.str();
}
char *build_string_5(const char *a, const char *b, const char *c)
{
char* out = new char[strlen(a) * 3+1];
strcpy(out, a);
strcat(out, b);
strcat(out, c);
return out;
}
template<typename T>
size_t len(T s)
{
return s.length();
}
template<>
size_t len(char *s)
{
return strlen(s);
}
template<>
size_t len(const char *s)
{
return strlen(s);
}
void result(const char *name, unsigned long long t, const string& out)
{
cout << left << setw(22) << name << " time:" << right << setw(10) << t;
cout << " (per character: "
<< fixed << right << setw(8) << setprecision(2) << (double)t / len(out) << ")" << endl;
}
template<typename T>
void benchmark(const char name[], T (Func)(const T& a, const T& b, const T& c), const char *strings[])
{
unsigned long long t;
const T s1 = strings[0];
const T s2 = strings[1];
const T s3 = strings[2];
t = rdtsc();
T out = Func(s1, s2, s3);
t = rdtsc() - t;
if (len(out) != len(s1) + len(s2) + len(s3))
{
cout << "Error: out is different length from inputs" << endl;
cout << "Got `" << out << "` from `" << s1 << "` + `" << s2 << "` + `" << s3 << "`";
}
result(name, t, out);
}
void benchmark(const char name[], char* (Func)(const char* a, const char* b, const char* c),
const char *strings[])
{
unsigned long long t;
const char* s1 = strings[0];
const char* s2 = strings[1];
const char* s3 = strings[2];
t = rdtsc();
char *out = Func(s1, s2, s3);
t = rdtsc() - t;
if (len(out) != len(s1) + len(s2) + len(s3))
{
cout << "Error: out is different length from inputs" << endl;
cout << "Got `" << out << "` from `" << s1 << "` + `" << s2 << "` + `" << s3 << "`";
}
result(name, t, out);
delete [] out;
}
#define BM(func, size) benchmark(#func " " #size, func, strings ## _ ## size)
#define BM_LOT(size) BM(build_string_1, size); \
BM(build_string_1a, size); \
BM(build_string_2, size); \
BM(build_string_3, size); \
BM(build_string_4, size); \
BM(build_string_5, size);
int main()
{
const char *strings_small[] = { "Abc", "Def", "Ghi" };
const char *strings_medium[] = { "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
"defghijklmnopqrstuvwxyzabc",
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdef" };
const char *strings_large[] =
{ "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
"abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz",
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc"
"defghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabc",
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
"ghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdef"
};
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
BM_LOT(small);
BM_LOT(medium);
BM_LOT(large);
cout << "---------------------------------------------" << endl;
}
}
以下是一些有代表性的结果：
build_string_1 small time: 4075 (per character: 452.78)
build_string_1a small time: 5384 (per character: 598.22)
build_string_2 small time: 2669 (per character: 296.56)
build_string_3 small time: 2427 (per character: 269.67)
build_string_4 small time: 19380 (per character: 2153.33)
build_string_5 small time: 6299 (per character: 699.89)
build_string_1 medium time: 3983 (per character: 51.06)
build_string_1a medium time: 6970 (per character: 89.36)
build_string_2 medium time: 4072 (per character: 52.21)
build_string_3 medium time: 4000 (per character: 51.28)
build_string_4 medium time: 19614 (per character: 251.46)
build_string_5 medium time: 6304 (per character: 80.82)
build_string_1 large time: 8491 (per character: 3.63)
build_string_1a large time: 9563 (per character: 4.09)
build_string_2 large time: 6154 (per character: 2.63)
build_string_3 large time: 5992 (per character: 2.56)
build_string_4 large time: 32450 (per character: 13.87)
build_string_5 large time: 15768 (per character: 6.74)
相同的代码，以32位运行：
build_string_1 small time: 4289 (per character: 476.56)
build_string_1a small time: 5967 (per character: 663.00)
build_string_2 small time: 3329 (per character: 369.89)
build_string_3 small time: 3047 (per character: 338.56)
build_string_4 small time: 22018 (per character: 2446.44)
build_string_5 small time: 3026 (per character: 336.22)
build_string_1 medium time: 4089 (per character: 52.42)
build_string_1a medium time: 8075 (per character: 103.53)
build_string_2 medium time: 4569 (per character: 58.58)
build_string_3 medium time: 4326 (per character: 55.46)
build_string_4 medium time: 22751 (per character: 291.68)
build_string_5 medium time: 2252 (per character: 28.87)
build_string_1 large time: 8695 (per character: 3.72)
build_string_1a large time: 12818 (per character: 5.48)
build_string_2 large time: 8202 (per character: 3.51)
build_string_3 large time: 8351 (per character: 3.57)
build_string_4 large time: 38250 (per character: 16.35)
build_string_5 large time: 8143 (per character: 3.48)
由此，我们可以得出结论：
最佳选择是一次添加一点（out.append()或out +=），“链式”方法合理地接近。
预分配字符串没有用。
使用stringstream是个糟糕的主意（慢了2-4倍）。
char *使用new char[]。在调用函数中使用局部变量使其最快 - 但稍微不公平地比较它。
组合短字符串会产生相当大的开销 - 只需复制数据每个字节最多一个周期[除非数据不适合缓存]。
<强> EDIT2
根据评论添加：
string build_string_1b(const string &a, const string &b, const string &c)
{
return a + b + c;
}
和
string build_string_2a(const string &a, const string &b, const string &c)
{
string out;
out.reserve(a.length() * 3);
out += a;
out += b;
out += c;
return out;
}
这给出了这些结果：
build_string_1 small time: 3845 (per character: 427.22)
build_string_1b small time: 3165 (per character: 351.67)
build_string_2 small time: 3176 (per character: 352.89)
build_string_2a small time: 1904 (per character: 211.56)
build_string_1 large time: 9056 (per character: 3.87)
build_string_1b large time: 6414 (per character: 2.74)
build_string_2 large time: 6417 (per character: 2.74)
build_string_2a large time: 4179 (per character: 1.79)
（32位运行，但64位显示非常相似的结果）。
答案 3 :(得分：8)
与大多数微观优化一样，您需要测量每个选项的效果，首先通过测量确定这确实是一个值得优化的瓶颈。没有确定的答案。
append和+=应完全相同。
+在概念上效率较低，因为你正在创造和摧毁临时工。您的编译器可能会也可能无法将其优化为与追加一样快。
使用总大小调用reserve可能会减少所需的内存分配数量 - 它们可能是最大的瓶颈。
<<（大概在stringstream上）可能会或可能不会更快;你需要衡量它。如果你需要格式化非字符串类型，这很有用，但在处理字符串时可能不会特别好或更差。
CString的缺点在于它不可移植，像我这样的Unix黑客无法告诉你它的优点可能是什么，也可能不是。
答案 4 :(得分：1)
我决定使用用户 Jesse Good 提供的代码进行测试，稍加修改以考虑 Rapptz 的观察，特别是ostringstream是的事实在循环的每个迭代中构造。 因此我添加了一些情况，其中一些是使用序列清除的ostringstream＆＃34; oss.str（＆＃34;＆＃34;）; oss.clear（）＆＃34;
这是代码
#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <sstream>
#include <functional>
template <typename F> void time_measurement(F f, const std::string& comment)
{
typedef std::chrono::high_resolution_clock clock;
typedef std::chrono::duration<float, std::milli> mil;
std::string r;
auto t0 = clock::now();
f(r);
auto t1 = clock::now();
std::cout << "\n-------------------------" << comment << "-------------------\n" <<r << '\n';
std::cout << mil(t1-t0).count() << "ms\n";
std::cout << "---------------------------------------------------------------------------\n";
}
inline void clear(std::ostringstream& x)
{
x.str("");
x.clear();
}
void test()
{
std:: cout << std::endl << "----------------String Comparison---------------- " << std::endl;
const int n=100000;
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
std::string s1="Test data1";
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
l_czTempStr = s1 + "Test data2" + "Test data3";
}
};
time_measurement(f, "string, plain addition");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr += "Test data2";
l_czTempStr += "Test data3";
}
};
time_measurement(f, "string, incremental");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr.append("Test data2");
l_czTempStr.append("Test data3");
}
};
time_measurement(f, "string, append");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
std::ostringstream oss;
oss << "Test data1";
oss << "Test data2";
oss << "Test data3";
l_czTempStr = oss.str();
}
};
time_measurement(f, "oss, creation in each loop, incremental");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
std::ostringstream oss;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
oss.str("");
oss.clear();
oss << "Test data1";
oss << "Test data2";
oss << "Test data3";
}
l_czTempStr = oss.str();
};
time_measurement(f, "oss, 1 creation, incremental");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
std::ostringstream oss;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
oss.str("");
oss.clear();
oss << "Test data1" << "Test data2" << "Test data3";
}
l_czTempStr = oss.str();
};
time_measurement(f, "oss, 1 creation, plain addition");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
std::ostringstream oss;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
clear(oss);
oss << "Test data1" << "Test data2" << "Test data3";
}
l_czTempStr = oss.str();
};
time_measurement(f, "oss, 1 creation, clearing calling inline function, plain addition");
}
{
auto f=[](std::string& l_czTempStr)
{
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
std::string x;
x = "Test data1";
x.append("Test data2");
x.append("Test data3");
l_czTempStr=x;
}
};
time_measurement(f, "string, creation in each loop");
}
}
结果如下：
/*
g++ "qtcreator debug mode"
----------------String Comparison----------------
-------------------------string, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
11.8496ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
3.55597ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, append-------------------
Test data1Test data2Test data3
3.53099ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, creation in each loop, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
58.1577ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
11.1069ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
10.9946ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, clearing calling inline function, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
10.9502ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, creation in each loop-------------------
Test data1Test data2Test data3
9.97495ms
---------------------------------------------------------------------------
g++ "qtcreator release mode" (optimized)
----------------String Comparison----------------
-------------------------string, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
8.41622ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
2.55462ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, append-------------------
Test data1Test data2Test data3
2.5154ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, creation in each loop, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
54.3232ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, incremental-------------------
Test data1Test data2Test data3
8.71854ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
8.80526ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------oss, 1 creation, clearing calling inline function, plain addition-------------------
Test data1Test data2Test data3
8.78186ms
---------------------------------------------------------------------------
-------------------------string, creation in each loop-------------------
Test data1Test data2Test data3
8.4034ms
---------------------------------------------------------------------------
*/
现在使用std :: string仍然更快，并且追加仍然是最快的连接方式，但是ostringstream并没有像以前那样令人难以置信的糟糕。
答案 5 :(得分：1)
使用 C++17 这个简单的解决方案应该具有非常好的性能，在大多数情况下可以与@syam 的模板密集型解决方案相媲美。在某些情况下，它会更快，避免不必要的 strlen 调用。
#include <string>
#include <string_view>
template <typename... T>
std::string concat(T ...args) {
std::string result;
std::string_view views[] { args... };
std::string::size_type full_size = 0;
for (auto sub_view : views)
full_size += sub_view.size();
result.reserve(full_size);
for (auto sub_view : views)
result.append(sub_view);
return result;
}
这里有一点冗余——我们真的不需要存储 string_views，只需要存储参数的长度。但是，开销可以忽略不计，它使代码干净清晰。
std::string_view 存储参数的长度。因此，将它们附加到 std::string 比附加 char* 更快。此外，std::string_view 使用 std::char_traits 进行长度计算，在某些实现中，可以在编译时为编译时已知的参数计算长度。对于像 strlen 这样的 C 调用，通常无法执行此优化。
答案 6 :(得分：0)
有一些重要的参数，这对决定最优化的方式有潜在的影响。其中一些是 - 字符串/内容大小，操作数，编译器优化等。
在大多数情况下，string::operator+=似乎效果最佳。但有时，在一些编译器上，也观察到ostringstream::operator<<效果最好[如 MingW g ++ 3.2.3,1.8 GHz单处理器戴尔PC ]。当编译器上下文出现时，主要是编译器的优化会影响。另外，与简单字符串相比，stringstreams是复杂对象，因此增加了开销。
了解详情 - discussion，article。
答案 7 :(得分：0)
所以这个问题的答案已经很老了，我决定用现代编译器更新它的基准，并比较@ jesse-good的两个解决方案和@syam的模板版本
这是组合的代码：
#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <sstream>
#include <vector>
#include <cstring>
#if VER==TEMPLATE
namespace detail {
template<typename>
struct string_size_impl;
template<size_t N>
struct string_size_impl<const char[N]> {
static constexpr size_t size(const char (&) [N]) { return N - 1; }
};
template<size_t N>
struct string_size_impl<char[N]> {
static size_t size(char (&s) [N]) { return N ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<const char*> {
static size_t size(const char* s) { return s ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<char*> {
static size_t size(char* s) { return s ? strlen(s) : 0; }
};
template<>
struct string_size_impl<std::string> {
static size_t size(const std::string& s) { return s.size(); }
};
template<typename String> size_t string_size(String&& s) {
using noref_t = typename std::remove_reference<String>::type;
using string_t = typename std::conditional<std::is_array<noref_t>::value,
noref_t,
typename std::remove_cv<noref_t>::type
>::type;
return string_size_impl<string_t>::size(s);
}
template<typename...>
struct concatenate_impl;
template<typename String>
struct concatenate_impl<String> {
static size_t size(String&& s) { return string_size(s); }
static void concatenate(std::string& result, String&& s) { result += s; }
};
template<typename String, typename... Rest>
struct concatenate_impl<String, Rest...> {
static size_t size(String&& s, Rest&&... rest) {
return string_size(s)
+ concatenate_impl<Rest...>::size(std::forward<Rest>(rest)...);
}
static void concatenate(std::string& result, String&& s, Rest&&... rest) {
result += s;
concatenate_impl<Rest...>::concatenate(result, std::forward<Rest>(rest)...);
}
};
} // namespace detail
template<typename... Strings>
std::string concatenate(Strings&&... strings) {
std::string result;
result.reserve(detail::concatenate_impl<Strings...>::size(std::forward<Strings>(strings)...));
detail::concatenate_impl<Strings...>::concatenate(result, std::forward<Strings>(strings)...);
return result;
}
#endif
int main ()
{
typedef std::chrono::high_resolution_clock clock;
typedef std::chrono::duration<float, std::milli> ms;
std::string l_czTempStr;
std::string s1="Test data1";
auto t0 = clock::now();
#if VER==PLUS
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = s1 + "Test data2" + "Test data3";
}
#elif VER==PLUS_EQ
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr += "Test data2";
l_czTempStr += "Test data3";
}
#elif VER==APPEND
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = "Test data1";
l_czTempStr.append("Test data2");
l_czTempStr.append("Test data3");
}
#elif VER==STRSTREAM
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
std::ostringstream oss;
oss << "Test data1";
oss << "Test data2";
oss << "Test data3";
l_czTempStr = oss.str();
}
#elif VER=TEMPLATE
for (int i = 0; i < 100000; ++i)
{
l_czTempStr = concatenate(s1, "Test data2", "Test data3");
}
#endif
#define STR_(x) #x
#define STR(x) STR_(x)
auto t1 = clock::now();
//std::cout << l_czTempStr << '\n';
std::cout << STR(VER) ": " << ms(t1-t0).count() << "ms\n";
}
测试说明：
for ARGTYPE in PLUS PLUS_EQ APPEND STRSTREAM TEMPLATE; do for i in `seq 4` ; do clang++ -std=c++11 -O3 -DVER=$ARGTYPE -Wall -pthread -pedantic main.cpp && ./a.out ; rm ./a.out ; done; done
和结果（通过电子表格进行处理以显示平均时间）：
PLUS 23.5792
PLUS 23.3812
PLUS 35.1806
PLUS 15.9394 24.5201
PLUS_EQ 15.737
PLUS_EQ 15.3353
PLUS_EQ 10.7764
PLUS_EQ 25.245 16.773425
APPEND 22.954
APPEND 16.9031
APPEND 10.336
APPEND 19.1348 17.331975
STRSTREAM 10.2063
STRSTREAM 10.7765
STRSTREAM 13.262
STRSTREAM 22.3557 14.150125
TEMPLATE 16.6531
TEMPLATE 16.629
TEMPLATE 22.1885
TEMPLATE 16.9288 18.09985
令人惊讶的是strstream似乎从C ++ 11和更高版本的改进中受益匪浅。由于引入了移动语义，可能删除了必要的分配有一定影响。
您可以在coliru上自己进行测试