从无符号字符的 std::span 创建 std::string

Question

我正在使用一个 C 库，它使用各种固定大小的unsigned char数组，不带空终止符作为字符串。

我已经将它们转换为std::string使用以下函数：

auto uchar_to_stdstring(const unsigned char* input_array, int width) -> std::string {
  std::string temp_string(reinterpret_cast<const char*>(input_array), width);
  temp_string.erase(temp_string.find_last_not_of(' ') + 1);

  return temp_string;
}

除了使用reinterpret_cast、需要传递数组大小以及我将数组衰减为指针之外，它工作得很好。我试图通过使用 来避免所有这些问题std::span。

使用的函数std::span如下所示：

auto ucharspan_to_stdstring(const std::span<unsigned char>& input_array) -> std::string {
  std::stringstream temp_ss;

  for (const auto& input_arr_char : input_array) {
    temp_ss << input_arr_char;
  }

  return temp_ss.str();
}

该函数运行良好，使其他一切变得更简单，而无需跟踪 C 数组的大小。但是，通过一些基准测试（使用nanobench ）进一步挖掘表明，新函数比经典方法慢很多倍reinterpret_cast。我的假设是基于 - 的函数for中的循环std::span是这里效率低下的。

我的问题：是否有更有效的方法将固定大小的无符号字符 C 数组从std::span变量转换为std::string？

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编辑：

gcc基准测试（-O3 -DNDEBUG -std=gnu++20、nanobench、minEpochIterations=54552558、warmup=100、doNotOptimizeAway）

相对的	ns/操作	操作/秒	呃％	插入/操作	胸罩/手术衣	错过％	全部的	uchar[] 到 std::string
100.0%	5.39	185,410,438.12	0.3%	80.00	20:00	0.0%	3.56	uchar
2.1%	253.06	3,951,678.30	0.6%	4,445.00	768.00	0.0%	167.74	ucharspan
1,244.0%	0.43	2,306,562,499.69	0.2%	9.00	1.00	0.0%	0.29	ucharspan_barry
72.8%	7.41	134,914,127.56	1.3%	99.00	22:00	0.0%	4.89	uchar_bsv

clang基准测试（-O3 -DNDEBUG -std=gnu++20、nanobench、minEpochIterations=54552558、warmup=100、doNotOptimizeAway）

相对的	ns/操作	操作/秒	呃％	插入/操作	胸罩/手术衣	错过％	全部的	uchar[] 到 std::string
100.0%	2.13	468,495,014.11	0.2%	14:00	1.00	0.0%	1.42	uchar
0.8%	251.74	3,972,418.54	0.2%	4,477.00	767.00	0.0%	166.30	ucharspan
144.4%	1.48	676,329,668.07	0.1%	7点	0.00	95.8%	0.98	ucharspan_barry
34.5%	6.19	161,592,563.70	0.1%	80.00	24:00	0.0%	4.08	uchar_bsv

（uchar_bsv在基准测试中与 相同ucharspan_barry，但用std::basic_string_view<unsigned char const>参数代替std::span<unsigned char const>

Answer 1

你要：

auto ucharspan_to_stdstring(std::span<unsigned char const> input_array) -> std::string {
    return std::string(input_array.begin(), input_array.end());
}

string与其他标准库容器一样，可以从适当的迭代器对构造 - 这就是这样的一对。由于这些是随机访问迭代器，因此这将执行一次分配等。

请注意，我从 更改span<T> const&为span<T const>，有两个原因。首先，您不会改变跨度的内容，因此内部类型需要const...类似于您采用 aT const*而不是 a 的方式T*。其次，您应该span按值获取 s，因为复制它们的成本很低（除非您非常特别需要跨度的标识，但这里不需要）。

最好这样做，reinterpret_cast以便您可以使用(char const*, size_t)构造函数 - 这可以确保memcpy最终的写入是单一的。但你必须把握好时机，看看是否值得。