Question

我必须在长字符串中替换一些（固定）字符数量：我想知道什么是最快但标准的合规方式。

这是一个包含6种不同方法的示例代码;在方法的评论中，我已经在测试环境中添加了100万次执行操作的时间，并启用了优化。

const char* pluto = "Cia1234567Ciao!";
std::string rep = "87654321";
std::string r1 = pluto, r2 = pluto, r3 = pluto, r4 = pluto, r5 = pluto, r6 = pluto;

// (1) 300 msec
r1.replace(3, 7, rep.substr(1));  

// (2) 40 msec
std::copy(rep.begin() + 1, rep.end(), r2.begin() + 3);

// (3) 32 msec
for (int i = 1; i < 8; ++i)
    r3[2 + i] = rep[i];

// (4) 14 msec
{
    const char *c = rep.c_str() + 1;
    for (int i = 0; i < 7; ++i)
        r4[3 + i] = *c++;
}

// (5) 3 msec (BEST)
memcpy(&r5[3], &rep[1], 7);

// (6) 100 msec
r6.replace(3, 7, rep.c_str() + 1);

所以最快的方式似乎是（5），但我担心这种方法可能无法正常使用＆＃34; copy-on-write＆＃34;许多编译器使用的std::string优化。

恕我直言（5）也更具可读性。

我想知道为什么（4）的速度是（3）的两倍，我认为operator[]的{{1}}已经相当优化......

更新：

阅读评论后，我已更新我的代码以使用Google基准库，而（3）和（4）的结果似乎相同，其他差异仍然适用：

std::string

所以（3）和（4）的差异消失了，但其余的结果是相同的：）

Answer 1

至少从C ++ 11开始，使用memcpy的方法符合标准，因为

如this answer中所述，不允许std::string的写时复制实施，因为它违反了迭代器/引用要求的标准无效。
std::string的字符存储在连续的内存中，引用21.4.1.5：

basic_string对象中的char类对象应连续存储。也就是说，对于任何basic_string 对象s，身份＆amp; *（s.begin（）+ n）==＆amp; * s.begin（）+ n应保留n的所有值，使得0 ＆lt; = n＆lt; s.size（）。

因此，它是您列表中方法中最快的符合标准（至少根据您的基准测试结果）。

事实上，即使使用non-standard-compliant implementation进行写时复制也应该是安全的，因为非const operator[]应该复制字符串，例如：

std::string s1("foo");
std::string s2 = s1;
std::cout << static_cast<const void*>(s1.data()) << " "
          << static_cast<const void*>(s2.data()) << "\n";
s2[0];
std::cout << static_cast<const void*>(s1.data()) << " "
          << static_cast<const void*>(s2.data()) << "\n";

打印

0x1782028 0x1782028
0x1782028 0x1782058

当我使用gcc 4.8.4和相当旧版本的libstdc ++编译它并运行时。请注意，在调用非const operator[]之后，指针是不同的，这意味着数据已被复制。

知道非const operator[]在COW实现中做了一些检查，通过调用const operator[]可能会加速更多：

const std::string &crep = rep;
memcpy(&r5[3], &crep[1], 7);

在我的系统上确实更快：

Benchmark              Time(ns)    CPU(ns) Iterations
-----------------------------------------------------
bench_memcpy_const            2          2  314215561 
bench_memcpy                  3          3  276899830

用于替换std :: string中字符的最快（也是最安全）的方法

1 个答案: