| String result = str_you + “said: ” + str_he + “ said: @#$% ” + str_i + “said: over!”; |
对于这样一个语句，程序如何求值呢？假设str_you是一个典型std::string类型，这个语句需要做5 次operator+运算，多个string临时对象,还极有可能的，多次的内存分配操作。
如果你的team leader对你说了类似话，兄弟，他是对你的代码性能不满呢。当然，聪明如你，一定会在上司找到你之前就发现了这里是个性能瓶颈，并且告诉他你正着手解决它呢。
办法是多种多样的，最正确的办法当然首先是看看设计上是否存在缺陷，并且可以修复以改善性能问题。假设，任何部分都很正确（我知道这不可能，一定有被你称为菜鸟的同事干了蠢事，不是吗？），责任只好落到你的肩上。打算怎么办？
我不知道你会怎么做，也许你会换一个更快的string,或者简单调整一下语句:
| string result; result.reserve(1000); result += str_you; result += “said: ”; result += str_he; result += “ said: @#$% ”; result += str_i; result += “said: over!”; |
如果只有一两个性能热点，我打赌，我会这样先尝试一下。我认为这是一个很好的开始，我们已经认识到导致瓶颈的原因并且试图消除它。你也可以这么做。 写这篇文章，当然意味着还有别的方法，而且和懒惰计算有关。因为我们不能修改basic_string::的operator+,因此，先把表达式变形:
Acce() + str_you + “said: ” + str_he + “ said: @#$% ” + str_i + “said: over!”;
因为operator+从左向右结合，可以采用我们加速过的运算过程。先看最简单的情况,和string相加。
| template<typename Left, typename Right> struct Accelerate{ operator string () const; Left& left; Right& right; }; template<typename Left, typename Right> inline Accelerate< Accelerate< Left >, Right> operator+(Accelerate< Left >& lsh, const Right& rsh) { return Accelerate< Accelerate< Left >, Right>(lsh, rsh); } |
显然，Accelerate是轻量级的，现在考虑怎么实现operator string () const呢？我的计划是，首先计算出字符串的总长度，然后开一个足够大的空间来复制字符串，避免反复分配内存:
| operator string () const{ string str; str.reserve(length(left) + length(right)); append(str, left); append(str, right); return str; }; |
第一步，看看怎么实现length:
| struct Empty{}; template<typename T> inline size_t length(const T& t){ return t.size(); } template<typename Left, typename Right> inline size_t length(const Accelerate<Left, Right>& t){ return length(t.left) + length(t.right); } template<> inline size_t length(const Accelerate<Empty, Empty>& t){ return 0; } |
第二步，看看怎么实现append:
| Template<typename Left, typename Right> inline append(string& str, const Accelerate& t ){ append(str, t.left); append(str,t.right); } Template< > inline append(string&, const Accelerate<Empty, Empty>& ){} inline append(string& str, const string& rsh){ copy(rsh.begin(), rsh.end(), back_inserter(str)); } |
现在，我们整个计算的框架算是完成了，不过可真够复杂的。注意观察，实际上，Accelerate利用多重继承，把表达式转换成一个二叉树，叶结点就是实际的字符串。对于Acce有如下定义:
typedef Accelerate<Empty, Empty> Acce;
上面的过程针对string,实际上可以推广
