C++更快的方法来做字符串加法？

Question

我发现标准字符串添加非常慢，所以我正在寻找一些可以加快我拥有的一些代码的提示/技巧。

我的代码基本结构如下：

inline void add_to_string(string data, string &added_data) {
   if(added_data.length()<1) added_data = added_data + "{";
   added_data = added_data+data;
}

int main()
{
   int some_int = 100;
   float some_float = 100.0;
   string some_string = "test";

   string added_data;
   added_data.reserve(1000*64);

   for(int ii=0;ii<1000;ii++)
   {
      //variables manipulated here
      some_int = ii;  
      some_float += ii;
      some_string.assign(ii%20,'A');
      //then we concatenate the strings!
      stringstream fragment;
      fragment<<some_int <<","<<some_float<<","<<some_string;
      add_to_string(fragment.str(),added_data);
   }
   return;
}

做一些基本的分析，我发现在 for 循环中使用了大量的时间。我可以做些什么来显着加快速度吗？使用 c 字符串代替 c++ 字符串会有所帮助吗？

Answer 1

字符串添加不是您面临的问题。 std::stringstream 由于它的设计而被称为慢。在 for 循环的每次迭代中，stringstream 至少负责 2 次分配和 2 次删除。这 4 种操作中的每一种操作的成本都可能比字符串添加的成本更高。

分析以下内容并衡量差异：

std::string stringBuffer;
for(int ii=0;ii<1000;ii++)
{
  //variables manipulated here
  some_int = ii;  
  some_float += ii;
  some_string.assign(ii%20,'A');
  //then we concatenate the strings!
  char buffer[128];
  sprintf(buffer, "%i,%f,%s",some_int,some_float,some_string.c_str());
  stringBuffer = buffer;
  add_to_string(stringBuffer ,added_data);
}

理想情况下，将 sprintf 替换为 _snprintf 或您的编译器支持的等效项。

根据经验，默认情况下使用 stringstream 进行格式化，并在性能重要时切换到更快、更不安全的函数，如 sprintf、itoa 等。

编辑：那个，以及 didierc 所说的：added_data += data;

Answer 2

如果你不在循环中调用add_to_string，你可以节省大量的字符串操作。

我相信这也是一样的（虽然我不是 C++ 专家，也不知道 stringstream 的确切作用）：

stringstream fragment;
for(int ii=0;ii<1000;ii++)
{
  //variables manipulated here
  some_int = ii;  
  some_float += ii;
  some_string.assign(ii%20,'A');
  //then we concatenate the strings!
   fragment<<some_int<<","<<some_float<<","<<some_string;
}

// inlined add_to_string call without the if-statement ;)
added_data = "{" + fragment.str();

Answer 3

我看到您在added_data 上使用了reserve 方法，这有助于避免在字符串增长时对其进行多次重新分配。

您还应该尽可能使用+= 字符串运算符：

added_data += data;

我认为通过避免在进行连接时在临时字符串中来回复制added_data 来节省大量时间。

这个+= 操作符是string::append 方法的一个更简单的版本，它只是将data 直接复制到added_data 的末尾。由于您进行了预留，因此仅该操作就应该非常快（几乎相当于 strcpy）。

但是当你已经在使用字符串流来处理输入时，为什么还要经历这一切呢？一开始就把它全放在那里！

stringstream 类确实效率不高。

如有必要，您可以查看stringstream class 以获取有关如何使用它的更多信息，但您使用字符串作为缓冲区的解决方案似乎避免了该类速度问题。

无论如何，除非您真的知道自己在做什么，否则不要尝试在纯 C 中重新实现速度关键代码。其他一些 SO 帖子支持这样做的想法，但我认为最好（阅读更安全）尽可能多地依赖标准库，它会随着时间的推移得到增强，并照顾许多你（或我）不会想到的极端案例。如果您的输入数据格式是一成不变的，那么您可能会开始考虑走这条路，否则就是过早的优化。

Answer 4

如果您以"{" 开头added_data，您将能够从您的add_to_string 方法中删除if：当字符串为空时，if 只执行一次，因此您可以以及立即使其非空。

此外，您的add_to_string 会复制data；这不是必需的，因为它不会被修改。接受const 引用的data 应该会加快您的速度。

最后，将 added_data 从 string 更改为 sstream 应该可以让您在循环中附加到它，而无需在循环的每次迭代中创建、复制和丢弃 sstream 中介。

Answer 5

请查看 LLVM 中使用的 Twine。

Twine 是一种绳索，它使用 二叉树，其中字符串是节点的前序。由于 当使用它的结果时，Twine 可以有效地渲染到缓冲区中， 它避免了为中间字符串生成临时值的成本 结果 - 特别是在 Twine 结果永远不会的情况下 必需的。通过显式跟踪叶节点的类型，我们还可以避免 为转换操作创建临时字符串（例如 将整数附加到字符串）。

它可能有助于解决您的问题。

Answer 6

这种方法怎么样？

这是 MSVC 2010 报告的 DevPartner。

Answer 7

string newstring = stringA & stringB;

我不认为字符串很慢，它的转换可以使它变慢 也许你的编译器可能会检查变量类型是否不匹配。