std::string_view 简要介绍

目的

字符串在开发中使用频率很高，其性能至关重要。C++ 标准库中的 std::string 采用多种技术以提升性能。比如：短字符串优化技术，当字符串较短时，直接在栈上分配空间，不进行动态内存分配，从而提升短字符串的效率；

但是字符串的初始化会影响其性能。std::string 一般通过 char* 类型进行初始化，例如：字符串字面量、从文件读入等，这样就需将 char* 字符数据拷贝到 std::string 所管理的内存空间中；而很多时候并不会去修改字符串内容，拷贝毫无必要，仅需生成 char* 某种标记即可，所以此时 std::string 初始化就造成了性能损失；

针对上述问题，C++17 引入了 std::string_view 。std::string_view 仅标记字符串位置与尺寸，不拷贝字符串数据，避免了额外的内存分配。所以当仅访问而不修改字符串时，std::string_view 即可提升效率；

对比

下述代码对 std::string 与 std::string_view 的性能进行了简单对比。需要注意的是，测试字符串的长度需超过 std::string 开启短字符串优化的长度，这样差别更为显著；

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <string_view>
#include <chrono>

/**
 * @brief  std::string 与 std::string_view 测试
 */
int main()
{
    const int N = 1000000;
    const char s[] = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm1234567890";  // 使用 GCC 编译，长度需超过 23

    auto start = std::chrono::system_clock::now();
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        std::string str = s;
        std::string sub = str.substr(2, 10);
    }
    auto end = std::chrono::system_clock::now();
    auto elapse = (std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end-start)).count();
    std::cout << "string      type elapse: " << elapse << " ms \n";

    start = std::chrono::system_clock::now();
    for (int i = 0; i < N; ++i) {
        std::string_view str = s;
        std::string_view sub = str.substr(2, 10);
    }
    end = std::chrono::system_clock::now();
    elapse = (std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end-start)).count();
    std::cout << "string_view type elapse: " << elapse << " ms \n";

    return 0;
}

终端输出：

string      type elapse: 4111 ms 
string_view type elapse: 8 ms 

从上述代码看出，使用 std::string_view 后，循环中的操作性能提升约 500 倍，几乎是质的飞跃；

总结

在处理字符串时，当仅需访问而不修改其内容时，可多使用 std::string_view 代替 std::string，以消除数据拷贝，避免额外内存分配，进而提升处理字符串的效率；

参考

• 字符串复制的优化策略；
• C++17,使用 string_view 来避免复制；