为什么std :: string_view比const char *快?

时间:2020-02-01 09:37:26

标签: c++ optimization benchmarking string-view

还是我要测量其他东西?

在这段代码中,我有一堆标签(integers)。每个标签都有一个字符串表示形式(const char*std::string_view)。 在循环中,堆栈值将转换为相应的字符串值。这些值将附加到预分配的字符串或分配给数组元素。

结果表明,带有std::string_view的版本比带有const char*的版本要快。

代码:

#include <array>
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <stack>
#include <string_view>

using namespace std;

int main()
{
    enum Tag : int { TAG_A, TAG_B, TAG_C, TAG_D, TAG_E, TAG_F };
    constexpr const char* tag_value[] = 
        { "AAA", "BBB", "CCC", "DDD", "EEE", "FFF" };
    constexpr std::string_view tag_values[] =
        { "AAA", "BBB", "CCC", "DDD", "EEE", "FFF" };

    const size_t iterations = 10000;
    std::stack<Tag> stack_tag;
    std::string out;
    std::chrono::steady_clock::time_point begin;
    std::chrono::steady_clock::time_point end;

    auto prepareForBecnhmark = [&stack_tag, &out](){
        for(size_t i=0; i<iterations; i++)
            stack_tag.push(static_cast<Tag>(i%6));
        out.clear();
        out.reserve(iterations*10);
    };

// Append to string
    prepareForBecnhmark();
    begin = std::chrono::steady_clock::now();
    for(size_t i=0; i<iterations; i++) {
        out.append(tag_value[stack_tag.top()]);
        stack_tag.pop();
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();
    std::cout << out[100] << "append string const char* = " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - begin).count() << "[µs]" << std::endl;

    prepareForBecnhmark();
    begin = std::chrono::steady_clock::now();
    for(size_t i=0; i<iterations; i++) {
        out.append(tag_values[stack_tag.top()]);
        stack_tag.pop();
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();
    std::cout << out[100] << "append string string_view= " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - begin).count() << "[µs]" << std::endl;

// Add to array
    prepareForBecnhmark();
    std::array<const char*, iterations> cca;
    begin = std::chrono::steady_clock::now();
    for(size_t i=0; i<iterations; i++) {
        cca[i] = tag_value[stack_tag.top()];
        stack_tag.pop();
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();
    std::cout << "fill array const char* = " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - begin).count() << "[µs]" << std::endl;

    prepareForBecnhmark();
    std::array<std::string_view, iterations> ccsv;
    begin = std::chrono::steady_clock::now();
    for(size_t i=0; i<iterations; i++) {
        ccsv[i] = tag_values[stack_tag.top()];
        stack_tag.pop();
    }
    end = std::chrono::steady_clock::now();
    std::cout << "fill array string_view = " << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - begin).count() << "[µs]" << std::endl;
    std::cout << ccsv[ccsv.size()-1] << cca[cca.size()-1] << std::endl;

    return 0;
}

我的机器上的结果是:

Aappend string const char* = 97[µs]
Aappend string string_view= 72[µs]
fill array const char* = 35[µs]
fill array string_view = 18[µs]

Godbolt编译器资源管理器网址:https://godbolt.org/z/SMrevx

UPD::基准测试更加精确(500次运行300000次迭代)后的结果:

Caverage append string const char* = 2636[µs]
Caverage append string string_view= 2096[µs]
average fill array const char* = 526[µs]
average fill array string_view = 568[µs]

Godbolt网址:https://godbolt.org/z/aU7zL_

因此,在第二种情况下,const char*比预期的要快。答案中解释了第一种情况。

3 个答案:

答案 0 :(得分:10)

这是因为使用std::string_view传递了长度,并且不需要在需要新字符串时插入空字符。 char*每次都必须搜索 的结尾,如果您想要一个子字符串,则可能必须复制,因为在子字符串的结尾需要一个空字符。

答案 1 :(得分:4)

出于实际目的

std::string_view可以归结为:

{
  const char* __data_;
  size_t __size_;
}

该标准实际上以秒为单位。 24.4.2,这是一个指针和大小。它还指定某些操作如何与字符串视图一起使用。最值得注意的是,每当您与std::string进行交互时,您都会调用重载,该重载也将大小作为输入。因此,当您调用append时,它可以归结为两个不同的调用:str.append(sv)转换为str.append(sv.data(), sv.size())

主要区别在于,您现在知道append之后的字符串的大小,这意味着您还知道是否需要重新分配内部缓冲器,以及它必须要多大。如果您不知道预先准备的大小,可以开始复制,但是std::stringappend提供了强保证,因此出于实用目的,大多数库可能会预先计算长度和所需的缓冲区,尽管从技术上讲,如果您未成功完成操作,也可以记住旧大小并擦除所有内容(怀疑有人这样做,尽管这可能是字符串的局部优化,因为销毁是微不足道的)

答案 2 :(得分:3)

可能是由于string_view具有字符串值的大小。 “ const char *”没有有关大小的信息,必须对其进行定义。