C++使用StringPiece減少string類的拷貝

• • 構造函數
  • 操作
  • 字符串比較
  • Traits
  • 參考鏈接

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使用c++ string類不可避免會帶來很多不必要的拷貝，拷貝多了必然影響性能。因此在很多高性能C++框架的實現中，都會使用StringPiece類作為string類的wrapper，該類只持有目標字符串的指針，而避免額外的拷貝，比較常見的實現有：

muduo實際上是使用了pcre的StringPiece的實現

Chromium

Chromium也說明了引入StringPiece的意義，主要是為了免拷貝：

// You can use StringPiece as a function or method parameter. A StringPiece // parameter can receive a double-quoted string literal argument, a "const // char*" argument, a string argument, or a StringPiece argument with no data // copying. Systematic use of StringPiece for arguments reduces data // copies and strlen() calls.

pcre中也說明了StringPiece的使用注意事項

// ------------------------------------------------------------------ // Functions used to create STL containers that use StringPiece // Remember that a StringPiece's lifetime had better be less than // that of the underlying string or char*. If it is not, then you // cannot safely store a StringPiece into an STL container // ------------------------------------------------------------------

下面我們以muduo源碼為例，講解StringPiece的實現

構造函數

由于StringPiece不控制字符串的生命周期，因為調用方要保證在StringPiece的生命周期里，其指向的字符串始終有效

注意字符串的頭指針ptr_被定義為const類型，其不允許任何修改

class StringPiece {private:const char *ptr_;int length_;public:// We provide non-explicit singleton constructors so users can pass// in a "const char*" or a "string" wherever a "StringPiece" is// expected.StringPiece() : ptr_(NULL), length_(0) {}StringPiece(const char *str): ptr_(str), length_(static_cast<int>(strlen(ptr_))) {}StringPiece(const unsigned char *str): ptr_(reinterpret_cast<const char *>(str)),length_(static_cast<int>(strlen(ptr_))) {}StringPiece(const std::string &str): ptr_(str.data()), length_(static_cast<int>(str.size())) {}StringPiece(const char *offset, int len) : ptr_(offset), length_(len) {} ... };

操作

由于StringPiece不控制字符串的生命周期，因此字符串操作都是常數時間復雜度。

void clear() {ptr_ = NULL;length_ = 0; } void set(const char *buffer, int len) {ptr_ = buffer;length_ = len; } void set(const char *str) {ptr_ = str;length_ = static_cast<int>(strlen(str)); } void set(const void *buffer, int len) {ptr_ = reinterpret_cast<const char *>(buffer);length_ = len; }char operator[](int i) const { return ptr_[i]; }void remove_prefix(int n) {ptr_ += n;length_ -= n; }void remove_suffix(int n) { length_ -= n; }

另外如果想使用StringPiece作為key使用hashmap，記得自定義哈希函數，這點可以查看Chromium的實現。

字符串比較

字符串的字典序比較，在==和!=這兩種比較中，調用memcmp比較到不相等的那一位為止

其他類型的比較中，按照短的長度進行比較，然后再根據需要的比較符號做判斷

bool operator==(const StringPiece &x) const {return ((length_ == x.length_) && (memcmp(ptr_, x.ptr_, length_) == 0)); } bool operator!=(const StringPiece &x) const { return !(*this == x); }#define STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE(cmp, auxcmp) \ bool operator cmp(const StringPiece &x) const { \int r = memcmp(ptr_, x.ptr_, length_ < x.length_ ? length_ : x.length_); \return ((r auxcmp 0) || ((r == 0) && (length_ cmp x.length_))); \ } STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE(<, < ); STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE(<=, < ); STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE(>=, > ); STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE(>, > ); #undef STRINGPIECE_BINARY_PREDICATE

Traits

由于StringPiece只持有目標指針，所以是POD類型，并且擁有平凡構造函數，所以可以定義如下的type traits以指示STL采用更為高效的算法實現。

#ifdef HAVE_TYPE_TRAITS // This makes vector<StringPiece> really fast for some STL implementations template <> struct __type_traits<base::StringPiece> {typedef __true_type has_trivial_default_constructor;typedef __true_type has_trivial_copy_constructor;typedef __true_type has_trivial_assignment_operator;typedef __true_type has_trivial_destructor;typedef __true_type is_POD_type; }; #endif

參考鏈接

google StringPiece

muduo::StringPiece

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++使用StringPiece减少string类的拷贝的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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