C++ 短字符串优化(SSO)
引言:字符串性能的关键挑战在 C++ 开发中,std::string作为最常用的容器之一,其性能直接影响整体程序效率。传统字符串实现采用动态内存分配策略,无论字符串长度如何,都需要在堆上分配空间,这会带来: 内存分配 / 释放的开销 缓存局部性不佳 小字符串场景下的效率低下 短字符串优化(Short String Optimization, SSO)正是为解决这些问题而生的关键技术,已成为现代 C++ 标准库(如 libstdc++、libc++)的标配实现策略。 一、SSO 的核心原理1.1 传统字符串实现的缺陷传统std::string(C++11 之前)通常采用 "胖指针" 结构: 123456// 传统字符串实现(概念模型)struct String { char* data; // 指向堆内存的指针 size_t length; // 字符串长度 size_t capacity; // 已分配容量}; 这种结构对短字符串极不友好,例如存储 "hello"...
C++ 写时复制 (Copy-on-Write)
一、写时复制核心概念写时复制 (简称 COW) 是一种资源管理优化技术,其核心思想是:当多个对象需要共享同一资源时,直到其中一个对象需要修改资源前,都不需要真正复制资源,仅在修改时才创建资源的私有副本。 这种机制通过延迟复制操作,减少了不必要的内存分配和数据拷贝,从而提高程序性能,尤其适用于: 频繁复制但很少修改的场景 内存资源宝贵的环境 大型数据结构的共享访问 二、写时复制实现三要素1. 共享数据存储需要一个独立的共享数据结构,存储实际的数据内容。 1234567template <typename T>struct SharedData { T* data; // 实际数据指针 size_t size; // 数据大小 size_t ref_count; // 引用计数 // 其他元数据...}; 2. 引用计数机制通过引用计数跟踪当前有多少对象共享该资源: 当新对象共享资源时,引用计数 + 1 当对象销毁或不再共享时,引用计数 - 1 当引用计数为 0...