高效的自定義字符串創建器

Question

我想知道傳遞自定義字符串最有效的方法是什么。 例如，我有以下代碼段：

outputFile << addSpace(data.len());

哪里

string addSpace(int n) {
    string result("");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        result += ' ';
    }
    return result;
}

顯然，該功能不是很有效，因為該字符串是按val返回的，然后甚至可以在適合RValue的地方使用。 如果N是固定的，例如N = 5，我可以使用

outputFile << " "

但顯然並非如此。

那么什么是最好的解決方案呢（不管這個N個空格的具體例子如何，對於任何依賴於參數的字符串創建來說都是如此）。 我考慮過lambda函數，但我不確定。

Answer 1

很明顯，該函數不是很有效，因為該字符串是按val返回的。

該字符串是本地字符串，因此按值返回是唯一的選擇。 並不是真正的按值返回會使函數效率降低，而是在每個調用中創建一個新字符串的事實。 必須按值返回的事實只是該設計的一個症狀。 但是，除非您多次調用不同n的函數（否則，調用方使用相同的n ，他們可以保留返回的字符串並重用它），否則效率低下可能是微不足道的。

您當然可以將對字符串的引用傳遞給該函數，讓該函數修改該字符串，然后返回該引用，如果使用相同的參數字符串多次調用該函數，則的確確實（可能只是略微）有效。因為這樣可以避免在每次調用時都創建新的字符串。 但是隨后您需要在調用代碼中管理該外部字符串，這將使函數的使用更加復雜，因此變得更糟。 而且，如果您不重用參數字符串，那么它的效率將更高。

如果選擇為每個實例使用新的字符串，則比函數更簡單（並且可能更有效，但是比重用字符串的區別要大得多）。 只需使用std::string的構造函數：

outputFile << std::string(data.len(), ' ');

在這種情況下，根本不創建字符串可能會更有效：

outputFile << std::setfill(' ') << std::setw(data.len()) << ' ';

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因此，對於一般情況，選擇歸結為：效率比一個好的接口至關重要，並且字符串可以重用-然后將引用傳遞給字符串並進行修改。 否則，最好像您的示例那樣返回一個新字符串。

Answer 2

您可以使用string.insert函數。 函數可以從字符串的給定位置開始插入任意數量的字符。

字符串和插入（size_t pos，size_t n，char c）;

參考： http : //www.cplusplus.com/reference/string/string/insert/

例：

string result = "foo";
int n = 5;
result.insert(result.length(), n, ' '); //result will become "foo     "

Answer 3

我認為您的功能不是那么低效。 讓我們檢查潛在的低效率：

• string::operator+=(char)看起來很糟糕（對於自定義類型來說可能是這樣）。 但是對於字符串，它不會創建和分配新的字符串，它實際上只是將一個字符附加到現有的字符上。 追加一個字符應該具有恆定的時間復雜度。 如果您確實只需要在字符串中重復相同的字符，則user2079303的構造函數建議確實是創建它的正確方法。

• 通過價值回歸的結果：一個現代化的編譯器將移動串出的功能或構建其就地開始用，而不是創建臨時副本。 移動字符串也應該非常快（特別是，沒有（取消）分配動態內存）。

• 每次調用函數時動態分配一個字符串：這是效率低的部分。 如果您確實需要字符串（並且您的示例只是一個簡單的例子），則按照user2079303的建議，提交對預先存在的字符串的引用是解決此問題的一種好方法。 某些Java Swing API進行了一些修改，這些函數接受了預先存在的對象引用，以避免像示例中那樣對短期對象進行動態內存操作。
  

避免創建字符串的另一種方法是重新設計。 如果代碼確實與輸出有關，請向該函數提供一個ostream引用，然后讓該函數決定如何最有效地輸出某些內容。 正如我所說，這取決於您的用例。

Answer 4

您可以返回包含足夠信息來執行io操作的內容

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在這種情況下，您的addspace可以變成

#include <iostream>

struct secret_thing_to_add_space{
   int number;
};

std::ostream& operator << (std::ostream& os, const secret_thing_to_add_space& s){
   //just use simple method here, you can use something different
   for(int i=0;i<s.number;++i)os<<' ';
   return os;
};

secret_thing_to_add_space addspace(int n){
   return {n};
}

int main(){
   std::cout<< "begin" << addspace(10) << "end";
}

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如您所見，它變得復雜。 （並且在這種情況下不太可能更有效）