向量的小字符串优化？答案

【问题标题】：small string optimization for vector?向量的小字符串优化？
【发布时间】：2011-01-11 19:20:41
【问题描述】：

我知道几个（全部？）STL 实现实现了“小字符串”优化，而不是存储通常的 3 个用于开始、结束和容量的指针，如果 sizeof （字符）

我正在考虑通过简单地将向量强制转换为字符串来滚动我自己，即为字符串提供向量接口。好主意？

【问题讨论】：

你的问题不是很清楚。此外，vector 与string 的接口是什么意思？您是在谈论一个特殊的 svector 类来保存小字符串吗？
没有。我的意思是一个包含任意值而不是 char 类型的字符串——就像一个向量。字符串的向量接口意味着包装字符串对象并暴露向量兼容接口，添加缺少的函数，如 push_back。
难道不能用分配器做点什么吗？您甚至不会获得 3 个指针的内存，因为向量还需要一种方法来知道它是处于“小”还是“大”模式。
执行您所指的“空间优化”的唯一标准库实现是 Dinkumware 的标准库，它是 Microsoft 的 Visual Studio 附带的库。
我从来没有尝试过，但是如果template<class T> using small_vector = std::basic_string<T>; 可以得到非常接近小型向量优化的东西吗？（它应该至少适用于 pod 类）。

标签： c++ string stl vector

【解决方案1】：

Boost 1.58 刚刚发布，它的 Container 库有一个基于 LLVM SmallVector 的 small_vector 类。

还有一个static_vector 不能超过最初给定的大小。两个容器都是仅标头。

facebook 的 folly 库也有一些很棒的容器。

它有一个small_vector，可以使用模板参数进行配置，以充当boost 的static 或small 向量。它也可以配置为使用小整数类型进行内部大小记账，鉴于它们是 facebook，这不足为奇:)

使库跨平台的工作正在进行中，因此 Windows/MSVC 支持应该会在某一天实现...

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以从 LLVM 借用 SmallVector 实现。（仅标头，位于 LLVM\include\llvm\ADT）

【讨论】：

它不再只是标题了。
标头在这里：github.com/llvm-mirror/llvm/blob/master/include/llvm/ADT/…

【解决方案3】：

如果 T 是 POD 类型，为什么不用 basic_string 而不是 vector？？

【讨论】：

请注意，您必须为 POD 类型编写 std::char_traits 特化（或等效的特征类）。除了需要指定一个特殊的eof 值之外，要求并没有那么严格，但我认为这有点乏味。
此外，不能保证basic_string<MyPodType> 会使用小字符串优化，也没有可移植的方式来指定元素的数量，即使这样做也是如此。
为什么建议误用字符串？

【解决方案4】：

这是几年前的discussed（该线程中的一些名称可能看起来有点熟悉:-)），但我不知道现有的实现。我不认为我会尝试使std::string 适应这项任务。对std::basic_string 的类型的确切要求没有很好地说明，但标准非常清楚，它只适用于类似于char 的东西。对于本质上不同的类型，它可能仍然有效，但很难说会发生什么——它从来没有打算用于，并且可能没有用除小整数以外的许多类型进行测试。

完全符合std::vector 的实现需要大量工作。但是从头开始实现std::vector 的一个可用子集（甚至包括一个小的向量优化）通常不会非常困难。如果你包含一个小的向量优化，我有理由确定你不能满足std::vector 的所有要求。

特别是，交换或移动向量对象中存储实际数据的向量意味着您需要交换/移动实际数据项，其中std::vector 的要求取决于其仅存储一个指针到数据，因此它通常可以¹通过操作指针来交换或移动内容，而根本不需要实际接触数据项本身。因此，即使操作数据项本身会/将抛出，也需要能够在不抛出的情况下做这些事情。因此，小的向量优化将无法满足这些要求。

另一方面，如上所述，对std::string 的一个要求是它只能存储可以操纵而不投掷的物品。因此，如果std::string 是一个可行的选择，那么实现您自己的vector 类似容器可能也不需要过多担心这些细节。

在一种情况下，您最终不得不交换/移动实际数据项，即使在实际 std::vector 中也是如此：如果两个向量使用不同的分配器，那么您必须通过该分配器为目标中的对象分配空间向量的分配器。

【讨论】：

从头开始正确实现std::vector非常困难。当然，如果您选择忽略异常安全，它会变得容易得多，但它不再是一个有意义（或有用）的vector 实现。
感谢您的指点 - 不幸的是，讨论从未真正得出结论。我同意，实现我自己的向量不会那么困难。但是，我希望只是插入一些现成的类并查看对内存消耗的影响。我目前正在尝试各种减少内存占用的想法，这只是其中之一。
话虽如此，我确实认为自定义矢量实现将是实现这一目标的最佳方式。包装现有的矢量类将很难有效地利用对象的大小，而且自定义矢量不是火箭科学，只要您小心并知道自己在做什么。
@jalf：这确实不是微不足道的——而且有一个要求可能无法得到满足。交换两个向量不允许抛出异常，除非分配器的复制 ctor 抛出，即使 T(T const&) 和/或 swap(T, T) 抛出。我看不出有任何方法可以使用内置缓冲区来满足该要求。
@Jerry: 没错，我认为这也做不到。但至少这是一个极端的情况，你可能可以在没有 nothrow 保证的情况下生活。