83 C++的小字符串优化

小字符串优化，简称 SSO。 字符串往往会和性能差联想到一起，本节主要关注 C++标准库如何优化小字符串。

我们都知道创建一个标准字符串会导致内存分配，所以很多人会尽量减少字符串的使用。但是标准库中，小字符串（也就是不是很长的字符串），它们不需要堆分配，我们可以只分配一小块基于栈的缓冲区而不是堆分配的。如果你有一个不超过 15 个字符的字符串（VS2019），它不会在堆上分配内存，换句话说对于很小的字符串你就不要使用const char*或视图微观管理、优化你的代码了。

重要的的主要函数是 assign，它接受一个指针参数，也就是 const char*，我们的字符串

这里有一个 if 语句，如果满足则简单地将我们的字符串移到这个内存缓冲区中，就没有分配了；如果没通过 if，则会 Reallocate，调用 new 操作符导致堆分配。

来查一下这个 Myres 是多少：

可以看到它被设置为缓冲区大小-1

这个缓冲区大小_BUF_SIZE 等于_Scary_val::_BUF_SIZE

而它又等于一个 constexpr（常量表达式），这个例子中它是 16，减去 1 后是 15

#include <iostream>
#include <string>

void* operator new(size_t size)  // 操作符重载
{
    std::cout << "Allocating " << size << " bytes\n";
    return malloc(size);
}

int main()
{
    std::string name = "Cherno";  // 显然小于15个字符
    std::cin.get();
}

如果 F5 运行，会发现依然打印分配了 8 字节内存，这其实是 VS 的 string 类的问题，基本只在 Debug 模式下发生，因此切换到 Release 模式运行就可以看到想要的结果了：

std::string name = "Cherno Small St"; // 15个字符，没有分配
std::string name = "Cherno Small St "; // 16个字符，立即产生32个字节的堆上内存分配

这是一种优化，效率更高，更快。

那 Debug 模式下发生了什么导致了分配呢？

如果调试等级为 0，也就是 Release 模式下，只会调用 Fake_allocator，而它其实什么都不做：

如果是 Debug 模式就会因这个 proxy_ptr 造成分配。