c++ - 关于 std::string Action 的实现

Question

我正在调查 move std::string 的性能.很长一段时间以来，我一直认为字符串 move 几乎是免费的，认为编译器会内联所有内容，并且只涉及一些廉价的赋值。

事实上，我 move 的心智模式确实是

string& operator=(string&& rhs) noexcept
{
    swap(*this, rhs);
    return *this;
}

friend void swap(string& x, string& y) noexcept
{
    // for disposition only
    unsigned char buf[sizeof(string)];
    memcpy(buf, &x, sizeof(string));
    memcpy(&x, &y, sizeof(string));
    memcpy(&y, buf, sizeof(string));
}

据我所知，如果 memcpy改为分配单个字段。

发现gcc的 move 实现涉及到creating a new string and might possibly throw due to the allocations despite being noexcept ，这让我大吃一惊。 .

这是否符合要求？同样重要的是，我不应该认为搬家几乎是免费的吗？

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令人困惑的是， std::vector<char> compiles down符合我的预期。

clang's implementation有很大不同，虽然有一个可疑的std::string::reserve

Answer 1

我只分析了 GCC 的版本。这是发生了什么:代码处理不同类型的分配器。如果分配器具有 _S_propagate_on_move_assign 或 _S_always_equal 的特征，那么正如您所料， move 几乎是免费的。这是 move operator= 中的 if:

if (!__str._M_is_local()
    && (_Alloc_traits::_S_propagate_on_move_assign()
      || _Alloc_traits::_S_always_equal()))
          // cheap move
else assign(__str);

如果条件为真(_M_is_local() 表示小字符串，描述 here )，则此举很便宜。

如果它是假的，那么它调用正常 assign(不是 move 的)。在以下任一情况下都会出现这种情况:

• 字符串很小，所以 assign 会做一个简单的 memcpy(便宜)
• 或者分配器没有 always-equal 和 propagate-on-move-assign 的特性，所以分配器将分配 (不便宜)

这是什么意思？

这意味着，如果您使用默认分配器(或任何具有前面提到的特征的分配器)，那么 move 仍然几乎是免费的。

另一方面，生成的代码不必要地庞大，我认为可以改进。它应该有一个单独的代码来处理通常的分配器，或者有一个更好的 assign 代码(问题是 assign 不检查 _M_is_local()，但它会进行容量检查，因此编译器无法决定是否需要分配，因此它会将分配代码路径不必要地放入可执行文件中 - 您可以查看源代码中的确切详细信息。