关于std :: string移动的实现

Question

我正在调查搬家的表现std::string.在最长的时间里,我认为字符串移动几乎是免费的,认为编译器将内联所有内容,它只涉及一些廉价的任务.

事实上,我的移动心理模型是字面上的

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,如果将memcpy其更改为分配单个字段,则这是一个合法的实现.

我非常惊讶地发现gcc的移动实现涉及创建一个新的字符串,并且可能因为分配而可能抛出noexcept.

这甚至符合要求吗？同样重要的是,我不应该认为移动几乎是免费的吗？

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令人眼花缭乱,std::vector<char>归结为我所期待的.

clang的实现有很大的不同,尽管存在疑问std::string::reserve

Answer 1

我只分析了GCC的版本。发生的事情是这样的：代码处理不同类型的分配器。_S_propagate_on_move_assign如果分配器具有或 的特征_S_always_equal，那么正如您所期望的那样，移动几乎是免费的。这是if动作operator=：

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，此处描述），则移动很便宜。

如果为 false，则称为正常 assign（而不是移动）。当出现以下任一情况时就会出现这种情况：

• 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或propagate-on-move-assign特性，因此分配器将分配（不便宜）

这是什么意思？

这意味着，如果您使用默认分配器（或具有前面提到的特征的任何分配器），那么移动仍然几乎是免费的。

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常用的分配器，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，所以它把不必要地将分配代码路径分配到可执行文件中 - 您可以在源代码中查看确切的详细信息）。