c++ std::ostringstream vs std::string::append

c++ std::ostringstream vs std::string::append

本文关键字：std append string ostringstream c++ vs      更新时间：2023-10-16

在所有使用某种缓冲的示例中，我看到它们使用流而不是字符串。std：：ostringstream 和 <<运算符与使用 string.append 有何不同。哪个更快，哪个使用更少的资源（内存）。

我知道的一个区别是您可以将不同类型的输出到输出流（如整数）中，而不是 string：：append 接受的有限类型。

下面是一个示例：

std::ostringstream os;
os << "Content-Type: " << contentType << ";charset=" << charset << "rn";
std::string header = os.str();

与

std::string header("Content-Type: ");
header.append(contentType);
header.append(";charset=");
header.append(charset);
header.append("rn");

显然使用流更短，但我认为附加对字符串的返回引用，因此可以这样写：

std::string header("Content-Type: ");
header.append(contentType)
  .append(";charset=")
  .append(charset)
  .append("rn");

使用输出流，您可以执行以下操作：

std::string content;
...
os << "Content-Length: " << content.length() << "rn";

但是内存使用量和速度呢？尤其是在大循环中使用时。

更新：

为了更清楚，问题是：我应该使用哪一个，为什么？是否存在一种或另一种首选的情况？为了性能和内存...好吧，我认为基准测试是唯一的方法，因为每个实现都可能不同。

更新 2：

好吧，我不清楚

我应该从答案中使用什么，这意味着它们中的任何一个都可以完成这项工作，加上矢量。 Cubbi做了很好的基准测试，增加了Dietmar Kühl，最大的区别是这些对象的构造。如果您正在寻找答案，也应该检查一下。我会再等一会儿其他答案（查看之前的更新），如果我没有得到答案，我想我会接受 Tolga 的答案，因为他之前已经完成了使用矢量的建议，这意味着矢量应该更少资源需求。

构造

流对象比构造字符串对象要复杂得多，因为它必须保存（因此构造）其std::locale成员，以及维护状态所需的其他内容（但语言环境在很大程度上是最重的）。

追加是类似的：两者都维护一个连续的字符数组，当超出容量时，两者都分配更多。我能想到的唯一区别是，当附加到流时，每个溢出都有一个虚拟成员函数调用（除了内存分配/复制，无论如何它都主导溢出处理），operator<<必须对流状态进行一些额外的检查。

另外，请注意，您正在调用 str（），它会再次复制整个字符串，因此根据编写代码的目的，流示例执行更多操作，并且应该更慢。

让我们测试一下：

#include <sstream>
#include <string>
#include <numeric>
volatile unsigned int sink;
std::string contentType(50, ' ');
std::string charset(50, ' ');
int main()
{
 for(long n = 0; n < 10000000; ++n)
 {
#ifdef TEST_STREAM    
    std::ostringstream os;
    os << "Content-Type: " << contentType << ";charset=" << charset << "rn";
    std::string header = os.str();
#endif
#ifdef TEST_STRING
    std::string header("Content-Type: ");
    header.append(contentType);
    header.append(";charset=");
    header.append(charset);
    header.append("rn");
#endif
    sink += std::accumulate(header.begin(), header.end(), 0);
 }
}

这是1000万次重复

在我的 Linux 上，我得到

                   stream         string
g++ 4.8          7.9 seconds      4.4 seconds
clang++/libc++  11.3 seconds      3.3 seconds

因此，对于此用例，在这两个实现中，字符串似乎工作得更快，但显然这两种方式都有很多需要改进的地方（reserve（）字符串，将流构造移出循环，使用不需要复制的流来访问其缓冲区等）

std::ostringstream不一定作为字符的顺序数组存储在内存中。在发送这些 HTTP 标头时，您实际上需要具有连续的字符数组，并且可能会复制/修改内部缓冲区以使其顺序化。

在这种情况下，使用适当的std::string::reserve std::string没有理由比std::ostringstream行动慢。

但是，如果您完全不知道必须保留的大小，std::ostringstream附加可能会更快。如果使用 std::string 并且字符串增长，则最终需要重新分配和复制整个缓冲区。与否则会发生的多次重新分配相比，最好使用一个std::ostringstream::str()一次使数据按顺序排列。

附言：C++11 之前的std::string也不要求是顺序的，而几乎所有的库都将其实现为顺序的。您可以冒险或使用std::vector<char>。您需要使用以下方法来执行追加：

char str[] = ";charset=";
vector.insert(vector.end(), str, str + sizeof(str) - 1);

std::vector<char>对性能来说是最好的，因为它很可能更便宜，但与std::string和它们构建的实际时间相比，它可能并不重要。我做过一些类似于你正在尝试的事情，并与std::vector<char>一起去过。纯粹是因为逻辑原因;矢量似乎更适合这份工作。您实际上并不想要字符串操作之类的。此外，我后来做的基准测试证明它的性能更好，或者可能只是因为我没有很好地实现std::string操作。

在选择时，具有需求要求和最少额外功能的容器通常可以最好地完成工作。

使用 stream，您可以让您的类Myclass覆盖<<操作，以便您可以编写

MyClass x;
ostringstream y;
y << x;

对于追加，您需要有一个 ToString 方法（或类似的东西），因为您无法覆盖字符串的追加函数。

对于某些代码段，请使用您觉得更舒服的任何代码。将流用于较大的项目，在这些项目中，能够简单地流式传输对象很有用。

如果您担心速度，则应进行分析和/或测试。从理论上讲，std::string::append不应该变慢，因为它更简单（流必须处理语言环境，不同的格式并且更通用）。但是，只有通过测试才能实现一种或另一种解决方案的真正速度。

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