在循环中使用 string.length() 是否有效？答案

【问题标题】：Is using string.length() in loop efficient?在循环中使用 string.length() 是否有效？
【发布时间】：2011-07-05 08:26:32
【问题描述】：

例如，假设string s 是这样的：

for(int x = 0; x < s.length(); x++)

比这更好？：

int length = s.length();
for(int x = 0; x < length; x++)

谢谢，乔尔

【问题讨论】：

第一个涉及每次循环迭代的函数调用开销，而不是仅一次。据我所知，.length() 方法可能会导致不平凡的计算（例如，在字符串上循环寻找终止字符），尽管这在任何实际实现中都极不可能，AFAICT。
我不完全确定（因为我不熟悉 STL 字符串的实现），但是，在我看来，除了 int length 会花费你 @ 987654326@ 更多内存。这是假设s.length() 只返回一个已存储在结构中的整数值。
@Tim：我认为.length 保证为O(1)，因为std::string 符合Sequence 的要求。
我问这个问题是因为我在一些博客上读到“永远不要在循环中的条件中使用 s.length()，因为它每次都必须搜索字符串以找到 NULL 终止符。”只是想知道这是否正确。
@Joel strlen() 是这样，但是 string.length() 不能使用 nul 终止符以明显的方式实现，因为 std::string 允许 nul（零）字节在字符串。

标签： c++ string optimization

【解决方案1】：

这取决于您的 C++ 实现/库，唯一确定的方法是对其进行基准测试。但是，可以肯定的是第二个版本永远不会比第一个慢，所以如果你不在循环中修改字符串，这是一个明智的优化。

【讨论】：

【解决方案2】：

一般来说，如果结果在迭代过程中没有改变，你应该避免在循环的条件部分调用函数。

因此，规范形式是：

for (std::size_t x = 0, length = s.length(); x != length; ++x);

这里注意三点：

初始化可以初始化多个变量
条件用!=而不是<表示
我使用前置增量而不是后置增量

（我也改变了类型，因为负长度是无意义的，字符串接口是用std::string::size_type定义的，在大多数实现中通常是std::size_t）。

虽然...我承认它的性能不如可读性：

双重初始化意味着x 和length 范围都尽可能地紧
通过记忆结果，读者不会怀疑迭代过程中长度是否会发生变化
当您不需要使用“旧”值创建临时值时，使用预增量通常会更好

简而言之：为手头的工作使用最好的工具 :)

【讨论】：

和 (4)，length 返回一个 size_t。

【解决方案3】：

这取决于编译器的内联和优化能力。通常，第二个变体很可能会更快（更好：它会更快或与第一个 sn-p 一样快，但几乎不会变慢）。

但是，在大多数情况下，这并不重要，因此人们倾向于选择第一个变体，因为它很短。

【讨论】：

【解决方案4】：

s.length() 是否内联并返回成员变量？那么不，否则取消引用并将东西放入堆栈的成本，您知道每次迭代都会产生的函数调用的所有开销。

【讨论】：

【解决方案5】：

你想提高多少效率？

如果你不修改循环内的字符串，编译器很容易看到大小没有改变。不要让它变得比你必须做的更复杂！

【讨论】：

【解决方案6】：

虽然我不一定鼓励您这样做，但似乎不断调用 .length() 比将其存储在 int 中更快，令人惊讶的是（至少在我的计算机上，请记住我正在使用带有 i5 4th gen 的 MSI 游戏笔记本电脑，但它不应该真正影响哪种方式更快）。

常量调用的测试代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string g = "01234567890";
    for(unsigned int rep = 0; rep < 25; rep++)
    {
        g += g;
    }//for loop used to double the length 25 times.
    int a = 0;
    //int b = g.length();
    for(unsigned int rep = 0; rep < g.length(); rep++)
    {
        a++;
    }
    return a;
}

根据 Code::Blocks，平均运行时间为 385 毫秒

以下是将长度存储在变量中的代码：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    string g = "01234567890";
    for(unsigned int rep = 0; rep < 25; rep++)
    {
        g += g;
    }//for loop used to double the length 25 times.
    int a = 0;
    int b = g.length();
    for(unsigned int rep = 0; rep < b; rep++)
    {
        a++;
    }
    return a;
}

这平均约为 420 毫秒。

我知道这个问题已经有一个公认的答案，但没有任何经过实际测试的答案，所以我决定投入 2 美分。我和你有同样的问题，但我没有发现任何帮助答案在这里，所以我进行了自己的实验。

【讨论】：