STL size() 使用什么算法来查找字符串或向量的大小？答案

【问题标题】：What algorithm does STL size() use to find the size of a string or vector?STL size() 使用什么算法来查找字符串或向量的大小？
【发布时间】：2016-02-03 16:58:27
【问题描述】：

STLsize() 函数在 C++ 中使用哪种算法或思想来查找字符串或向量的大小？

我知道strlen() 的工作取决于在 C 风格的 char 数组中找到 NUL 字符，但我想知道 size() 函数如何工作以查找不为空的字符串的大小正如我们所知，已终止。

STL 容器是否使用某种指针来标记容器的结束？

这是否有助于找到尺寸或其他东西？

【问题讨论】：

size() 必须是常数时间操作。
没有算法。只有一个变量可以跟踪容器中的项目数。
算法是“返回存储值”。
在什么情况下停止跟踪，因为没有引用或空字符之类的东西？
@DanielKamilKozar：据我所知，没有指定算法，string 或 vector 可能会也可能不会存储其大小。只要可以在恒定时间内计算大小，实现就可以做任何它喜欢的事情。它可能会检索一个存储的长度，或者它可能会检索一个以字节为单位的大小并除以元素大小，或者它可能会做一个指针减法。

标签： c++ string stl

【解决方案1】：

它不使用任何算法。这个类总是知道它的大小。

【讨论】：

【解决方案2】：

标准没有指定如何 size() 是如何计算的，只是计算是在恒定时间内完成的（例如，计算 1000 元素向量的大小不需要 10计算 100 元素向量大小的时间）。

具体算法可能因一种实现而异。在存储当前大小的类中可能有一个隐藏的成员变量，size() 只是检索它的值。或者它可能以字节为单位存储大小，size() 检索它并除以元素大小。或者对象可能存储指向序列开头和结尾的指针，然后size() 可以使用指针算法计算大小。

您只需要知道并且您应该关心的是size() 为您提供了元素的数量，而且对于大字符串/向量而言，它并不比对于小字符串/向量更昂贵。（与 strlen() 不同，正如您所指出的，对于较长的字符串，它的速度较慢。）

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您查看here 和here，您会发现std::vector.size() 和std::string.size() 的时间复杂度都在恒定时间内运行。这是因为向量存储了两个指针，vector.begin() 和 vector.end()。要找到向量（或字符串）的大小，只需将两者相减即可找到大小。

返回容器中元素的数量，即std::distance(begin(), end())。

【讨论】：

【解决方案4】：

Vector implementation

    // [23.2.4.2] capacity
      /**  Returns the number of elements in the %vector.  */
      size_type
      size() const _GLIBCXX_NOEXCEPT
      { return size_type(this->_M_impl._M_finish - this->_M_impl._M_start); }

它只是减去完成索引 - 开始索引以获得大小。

【讨论】：

【解决方案5】：

大多数情况下size() 将实现类似

size_t A::size() {
    return len;
}

其中A 是一个类，len 是类的数据成员。因此时间恒定。其次，一些实现可能会使用pointer arithmatics，它仍然是恒定时间算法。只要有可能，我会采用第一种方法

【讨论】：