std::string_view系C++17标准发布后新增的内容,类成员变量包含两个部分:字符串指针和字符串长度,相比std::string, std::string_view涵盖了std::string的所有只读接口。如果生成的std::string无需进行修改操作,可以把std::string转换为std::string_view,std::string_view记录了对应的字符串指针和偏移位置,无需管理内存,相对std::string拥有一份字符串拷贝,如字符串查找和拷贝,效率更高。

废话不多说,上测试代码:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <string_view>

class TimerWrapper
{
private:
std::string str_type_;
std::chrono::high_resolution_clock::time_point start_time_;
public:
TimerWrapper(const std::string& str_type) : str_type_(str_type)
{
start_time_ = std::chrono::high_resolution_clock::now();
}

~TimerWrapper()
{
TimeCost();
}

void TimeCost()
{
auto ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(std::chrono::high_resolution_clock::now() - start_time_);
std::cout << str_type_ << ", costtime: " << ms << std::endl;
}
};

void TestString(const std::string& str)
{
std::cout << "string: " << str << std::endl;

for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
std::string sub_str = str.substr(5, 10);
}
}

void TestStringView(const std::string_view& str_view)
{
std::cout << "str_view: " << str_view << std::endl;

for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
std::string_view sub_str_view = str_view.substr(5, 10);
}
}

std::string_view PrintStringView()
{
std::string s = "How are you..";

std::string_view str_view = s;
return str_view;
}

int main()
{
std::string str = "abcdefghijklmnopqrtstuvwxyz";

{
TimerWrapper timer_wrapper("string");
TestString(str);
}

{
TimerWrapper timer_wrapper("stringview");
std::string_view str_view = str;
TestStringView(str_view);
}

std::string_view str_view_str = "testing string_view related..";
std::string_view str_view_sub_str = str_view_str.substr(5, 10);
std::cout << "str_view_sub_str: " << str_view_sub_str << "size: " << str_view_sub_str.size() << std::endl;
std::cout << "str_view_str : " << str_view_str.data() << "size: " << str_view_str.size() << std::endl;

//std::string strview2strerr = str_view_str; //报错,不能直接转换

std::string strview2str = static_cast<std::string>(str_view_str);
std::cout << "strview2str: " << strview2str << std::endl;

std::cout << "PrintLocalStringView: " << PrintStringView() << std::endl;

}

先看看执行结果:

C++17新特性之std::string_view_std::string_view

分析下代码,我们做的第一个比较是std::string和std::string_view性能:

void TestString(const std::string& str)
{
std::cout << "string: " << str << std::endl;

for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
std::string sub_str = str.substr(5, 10);
}
}

void TestStringView(const std::string_view& str_view)
{
std::cout << "str_view: " << str_view << std::endl;

for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
std::string_view sub_str_view = str_view.substr(5, 10);
}
}

为方便数据比较,我们以执行1000000次为例,std::string因为操作过程中,会重新分配内存,生成一个对应的std::string副本,用时1065ms,std::string_view不持有字符串拷贝,与源字符串共享内存空间,其他是视图,避免了std::string频繁的字符串分配和拷贝操作,只用了85ms,效率显而易见。

第二个测试,我们看看string_view的substr操作:

std::string_view str_view_str = "testing string_view related..";
std::string_view str_view_sub_str = str_view_str.substr(5, 10);
std::cout << "str_view_sub_str: " << str_view_sub_str << "size: " << str_view_sub_str.size() << std::endl;
std::cout << "str_view_str : " << str_view_str.data() << "size: " << str_view_str.size() << std::endl;

截取后的字符串和size都是没问题的,这个很容易理解,但是,当我们调用str_view_str.data()时,打印出来的是全字符串。这个是因为str_view_str还是指向的str_view_str,调用str_view_str.data()时,直至遇到结束符\0打印才结束,所以输出的是整个源字符串。

此外,std::string的substr是线性复杂度,依赖于字符串长度, std::string_view的substr是常数复杂度,不依赖于字符串长度,std::string_view的substr的性能优于std::string的substr.

第三个问题,std::string和std::string_view转换问题,调用 string_view构造器可将std::string转换为string_view对象。std::string可隐式转换为 std::string_view,正确的转换可参考下图:

//std::string strview2strerr = str_view_str;  //报错,不能直接转换

std::string strview2str = static_cast<std::string>(str_view_str);
std::cout << "strview2str: " << strview2str << std::endl;

第四个烫烫烫的问题:

std::cout << "PrintLocalStringView: " << PrintStringView() << std::endl;

由于std::string_view并不持有字符串的内存,所以它的生命周期一定要比源字符串的生命周期长,源字符串被消毁,行为未定义。