我有以下代码：
char fname[255] = {0}
snprintf(fname, 255, "%s_test_no.%d.txt", baseLocation, i);
对
std::string fname = baseLocation + "_test_no." + std::to_string(i) + ".txt";
哪一个表现更好？第二个是否涉及临时创建？有没有更好的方法来做到这一点？
【问题讨论】：
让我们计算一下数字：
使用带有 GCC 10.3 的 Quick-Bench 并使用 C++20 进行编译（对常量进行了一些小的更改）表明 std::string 是 now faster，几乎是 3 倍：
代码（我用PAPITimers）
#include <iostream>
#include <string>
#include <stdio.h>
#include "papi.h"
#include <vector>
#include <cmath>
#define TRIALS 10000000
class Clock
{
public:
typedef long_long time;
time start;
Clock() : start(now()){}
void restart(){ start = now(); }
time usec() const{ return now() - start; }
time now() const{ return PAPI_get_real_usec(); }
};
int main()
{
int eventSet = PAPI_NULL;
PAPI_library_init(PAPI_VER_CURRENT);
if(PAPI_create_eventset(&eventSet)!=PAPI_OK)
{
std::cerr << "Failed to initialize PAPI event" << std::endl;
return 1;
}
Clock clock;
std::vector<long_long> usecs;
const char* baseLocation = "baseLocation";
//std::string baseLocation = "baseLocation";
char fname[255] = {};
for (int i=0;i<TRIALS;++i)
{
clock.restart();
snprintf(fname, 255, "%s_test_no.%d.txt", baseLocation, i);
//std::string fname = baseLocation + "_test_no." + std::to_string(i) + ".txt";
usecs.push_back(clock.usec());
}
long_long sum = 0;
for(auto vecIter = usecs.begin(); vecIter != usecs.end(); ++vecIter)
{
sum+= *vecIter;
}
double average = static_cast<double>(sum)/static_cast<double>(TRIALS);
std::cout << "Average: " << average << " microseconds" << std::endl;
//compute variance
double variance = 0;
for(auto vecIter = usecs.begin(); vecIter != usecs.end(); ++vecIter)
{
variance += (*vecIter - average) * (*vecIter - average);
}
variance /= static_cast<double>(TRIALS);
std::cout << "Variance: " << variance << " microseconds" << std::endl;
std::cout << "Std. deviation: " << sqrt(variance) << " microseconds" << std::endl;
double CI = 1.96 * sqrt(variance)/sqrt(static_cast<double>(TRIALS));
std::cout << "95% CI: " << average-CI << " usecs to " << average+CI << " usecs" << std::endl;
}
与 cmets 一起玩以获得一种或另一种方式。 在我的机器上使用编译行对这两种方法进行了 1000 万次迭代：
g++ main.cpp -lpapi -DUSE_PAPI -std=c++0x -O3
使用字符数组：
Average: 0.240861 microseconds
Variance: 0.196387microseconds
Std. deviation: 0.443156 microseconds
95% CI: 0.240586 usecs to 0.241136 usecs
使用字符串方法：
Average: 0.365933 microseconds
Variance: 0.323581 microseconds
Std. deviation: 0.568842 microseconds
95% CI: 0.365581 usecs to 0.366286 usecs
所以至少在我的机器上使用我的代码和我的编译器设置，我看到在移动到字符串时速度降低了大约 50%。 使用以下公式，字符数组的速度比字符串快 34% ：
((字符串时间)-(字符数组时间))/(字符串时间)
这将方法之间的时间差异作为单独字符串的时间百分比给出。我原来的百分比是正确的；我改为使用字符数组方法作为参考点，它显示在移动到字符串时会减慢 52%，但我发现它具有误导性。
我会因为我做错的事情而接受任何和所有的 cmets :)
Average: 0.338876 microseconds
Variance: 0.853823 microseconds
Std. deviation: 0.924026 microseconds
95% CI: 0.338303 usecs to 0.339449 usecs
Average: 0.239083 microseconds
Variance: 0.193538 microseconds
Std. deviation: 0.439929 microseconds
95% CI: 0.238811 usecs to 0.239356 usecs
因此，字符数组方法的速度仍然明显更快，尽管速度较慢。在这些测试中，它的速度提高了大约 29%。
【讨论】：
snprintf() 版本几乎肯定会快很多。为什么？仅仅是因为没有发生内存分配。 new 运算符非常昂贵，在我的系统上大约需要 250ns - snprintf() 在此期间将完成相当多的工作。
这并不是说您应该使用snprintf() 方法：您付出的代价是安全。您提供给snprintf() 的固定缓冲区大小很容易出错，并且您绝对需要为缓冲区不够大的情况提供代码。因此，只有在您确定这部分代码对性能非常关键时才考虑使用snprintf()。
如果你有一个 POSIX-2008 兼容的系统，你也可以考虑尝试asprintf() 而不是snprintf()，它会为你提供malloc() 的内存，给你几乎和C++一样的舒适string s。至少在我的系统上，malloc() 比内置的 new-operator 快很多（不过不要问我为什么）。
编辑：
刚刚看到，您在示例中使用了文件名。如果您关心文件名，请忘记字符串操作的性能！您的代码几乎不会花时间在其中。除非您有大约 100000 次这样的字符串操作每秒，否则它们与您的性能无关。
【讨论】：
如果它真的很重要，请衡量这两种解决方案。如果不是，您认为从您拥有的数据、公司/私人编码风格标准等中最有意义的那一个。确保使用优化的构建 [与您将在实际生产构建中使用的优化相同，而不是 -O3因为这是最高的，如果您的生产版本使用 -O1]
如果你只做一些，我希望两者都会非常接近。如果你有几百万，可能会有差异。哪个更快？我猜是第二个 [1]，但这取决于谁编写了 snprintf 的实现以及谁编写了 std::string 的实现。两者肯定有可能比你想象的要花更长的时间来了解函数的工作原理（并且可能运行得比你想象的要快）
[1] 因为我用过printf，而且它不是一个简单的函数，所以花了很多时间来搞乱格式字符串的各种摸索。它不是很有效（我也看过 glibc 等中的那些，但它们并没有明显更好）。
另一方面，std::string 函数通常是内联的，因为它们是模板实现，从而提高了效率。包中的小丑是std::string 的内存分配是否可能发生。当然，如果不知何故 baselocation 变得相当大，您可能无论如何都不想将它存储为固定大小的本地数组，这样在这种情况下就可以平衡了。
【讨论】：