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c++ - 按值、引用和右值传递字符串

问题描述

我只是比较将字符串传递给函数的性能。基准测试结果很有趣。

这是我的代码：

void add(std::string msg)
{
    msg += "world";
}

void addRvalue(std::string&& msg)
{
    msg += "world";
}

void addRef(std::string& msg)
{
    msg += "world";
}

void StringCreation() {
    add(std::string("hello "));
}

void StringCopy() {
    std::string msg("hello ");
    add(msg);
}

void StringMove() {
    std::string msg("hello ");
    add(std::move(msg));
}

void StringRvalue() {
    std::string msg("hello ");
    addRvalue(std::move(msg));
}

void StringReference() {
    std::string msg("hello ");
    addRef(msg);
}

StringCreation()、StringRvalue() 和 StringReference() 是等价的。我很惊讶 StringMove() 是性能最低的 - 比涉及副本的值传递更差。

我是否认为调用 StringMove() 在调用 add() 时涉及一个移动构造函数，然后是一个复制构造函数？它不仅涉及一个移动构造函数吗？我认为移动构造对于字符串来说很便宜。

更新

我增加了传递给 add() 的字符串的长度，这确实有所作为。现在 StringMove() 只比 StringCreation 和 StringReference 慢 1.1 倍。StringCopy 现在是最差的，这正是我的预期。

以下是新的基准测试结果。

所以 StringMove 毕竟不涉及复制 - 仅适用于小字符串。

标签： c++c++11stdstring

解决方案

让我们分析您的代码并假设长字符串（未应用 SSO）：

void add(std::string msg) {
   msg += "world";
}

void StringCreation() {
   add(std::string("hello "));
}

在这里，首先调用来自字符串文字的转换构造函数( ConvC ) 来初始化临时std::string("hello ")。msg然后，这个临时（一个右值）被移动构造函数（MC ）用来初始化参数。然而，后者很可能被复制省略优化掉了。最后+=调用操作符。底线：1x ConvC 和 1x+=。

void StringCopy() {
   std::string msg("hello ");
   add(msg);
}

在这里，参数由lvalue argumentmsg复制初始化（通过复制构造函数- CC）。底线：1x ConvC、1x CC 和 1x。对于长字符串，这是最慢的版本，因为复制涉及动态内存分配（唯一的情况）。msg+=

void StringMove() {
   std::string msg("hello ");
   add(std::move(msg));
}

为什么这比 慢StringCreation？仅仅因为有一个额外的 MC 涉及初始化参数msg。它不能被省略，因为在msg调用 之后对象仍然存在add。只是它被移出。底线：1x ConvC，1x MC，1x+=。 

void addRef(std::string& msg) {
   msg += "world";
}

void StringReference() {
   std::string msg("hello ");
   addRef(msg);
}

在这里，操作符+=被应用于被引用的对象，所以没有任何复制/移动的理由。底线：1x ConvC，1x+=。与 相同的时间StringCreation。

void addRvalue(std::string&& msg) {
   msg += "world";
}

void StringRvalue() {
   std::string msg("hello ");
   addRvalue(std::move(msg));
}

使用 Clang，时间与 for 相同StringReference。使用 GCC，时间与StringMove. 事实上，我现在没有对这种行为的解释。（在我看来，GCC 正在创建一些由MC初始化的额外临时文件。但是，我不知道为什么。）

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