假設(shè)我們后面使用次數(shù)最多的操作為：

Ss;
s.push_data("key1",{"Dear","Friend"});
s.push_data("key2",{"Apple"});
s.push_data("key3",{"Jack","Tom","Jerry"});
s.push_data("key4",{"20","22","11","20"});

voidpush_data(auto&&key,auto&&data){
datasets.emplace(std::make_pair(
std::forward<decltype(key)>(key),
std::forward<decltype(data)>(data)
));
}

6.1SSO短字符串優(yōu)化

各家編譯器在實(shí)現(xiàn)std::string時(shí)，基本都會(huì)采取一種SSO(Small String Optimization)策略。

此時(shí)，對(duì)于短字符串，將不會(huì)在堆上額外分配內(nèi)存，而是直接存儲(chǔ)在棧上。比如，有些實(shí)現(xiàn)會(huì)在size的最低標(biāo)志位上用1代表長(zhǎng)字符串，0代表短字符串，根據(jù)這個(gè)標(biāo)志位來(lái)決定操作形式。

std::size_tallocated=0;

void*operatornew(size_tsz){
void*p=std::malloc(sz);
allocated+=sz;
returnp;
}

voidoperatordelete(void*p)noexcept{
returnstd::free(p);
}

intmain(){
allocated=0;
std::strings("hi");
std::printf("stackspace=%zu,heapspace=%zu,capacity=%zu
",
sizeof(s),allocated,s.capacity());
}
例子來(lái)源：https://stackoverflow.com/a/28003328

stackspace=32,heapspace=0,capacity=15

可以看到，對(duì)于短字符串，將不會(huì)在堆上分配額外的內(nèi)存，內(nèi)容實(shí)際存在在棧上。

早期版本的編譯器可能沒(méi)有這種優(yōu)化，但如今的版本基本都有。

于是可以得出結(jié)論：盡管小對(duì)象的拷貝操作很快，call by-value還是要慢于其他方式，string_view則是一種較好的方式。

但是，string_view使用起來(lái)要格外當(dāng)心，若你不想為此操心，使用call by-const-reference則是一種不錯(cuò)的方式。

6.2無(wú)拷貝，無(wú)移動(dòng)

當(dāng)僅需要接受參數(shù)，之后即不拷貝，也無(wú)移動(dòng)的情境下，情況又不一樣。

此時(shí)的開(kāi)銷(xiāo)如下圖。

6.3優(yōu)化限制：Aliasing situations

Aliasing situations指的是多個(gè)變量實(shí)際指向的是同一塊內(nèi)存，這些變量之間互為別名。這種情況會(huì)導(dǎo)致編譯器束手束腳，不敢優(yōu)化。

以引用的方式傳遞參數(shù)便會(huì)產(chǎn)生許多額外的Aliasing situations。

舉個(gè)例子：

intfoo_by_ref(constS&s){
intm=s.value;
bar();
intn=s.value;
returnm+n;
}

intfoo_by_value(Ss){
intm=s.value;
bar();
intn=s.value;
returnm+n;
}

例子來(lái)源：https://reductor.dev/cpp/2022/06/27/pass-by-value-vs-pass-by-reference.html

引用傳遞版本，編譯器無(wú)法判定bar()中是否修改了s.value，比如s引用的是一個(gè)全局變量，bar()中就可以修改它。因此，m和n的值可能并不相同，編譯器必須加載兩次s.value。

而值傳遞版本，由于參數(shù)進(jìn)行了拷貝，不存在外部修改，m和n的值肯定相同，于是編譯器可以?xún)?yōu)化為只加載一次s.value。

這是call by-const-reference的另一處缺點(diǎn)，它可能會(huì)限制編譯器的優(yōu)化，而這又恰恰成了call by-value的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

7總結(jié)

本篇文章介紹了5種初始化String成員的方式，詳細(xì)分析對(duì)比了它們的開(kāi)銷(xiāo)。

沒(méi)有哪種方式是最優(yōu)解，如何選擇需要依具體情況而論。

Two-overloads這種方式一般不會(huì)考慮，因?yàn)榭傆衅渌绞奖人拈_(kāi)銷(xiāo)更小，還只需編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)。

string_view在很多情況下的開(kāi)銷(xiāo)可觀，但是需要格外注意潛在的懸垂引用問(wèn)題。

其他三種方式亦是有利有弊，可根據(jù)文中提及的各種情況進(jìn)行分析。

總而言之，各方式之間存在著細(xì)微而本質(zhì)的差別，且還有許多特殊情況需要單獨(dú)分析，開(kāi)銷(xiāo)在不同情境下也不盡相同。

審核編輯 ：李倩