为什么将`const char [N]`和`const char *`传递给view :: c_str（）会产生不同的二进制文件，而string_view会产生相同的结果吗？

Posted 2021-05-07

使用std::string_view，range::for_each产生精确组装，const char[N]和const char *传递给std::string_view ctor

换句话说，这段代码

auto str = "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
";
ranges::for_each(std::string_view{str}, std::putchar);

和

auto& str = "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
";
ranges::for_each(std::string_view{str}, std::putchar);

两者都低于汇编：

main:                                   # @main
        pushq   %rbx
        movq    $-90, %rbx
.LBB0_1:                                # =>This Inner Loop Header: Depth=1
        movsbl  .L.str+90(%rbx), %edi
        movq    stdout(%rip), %rsi
        callq   _IO_putc
        addq    $1, %rbx
        jne     .LBB0_1
        xorl    %eax, %eax
        popq    %rbx
        retq
.L.str:
        .asciz  "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
"

此外，如果我们将c字符串作为const char[N]传递给ranges::view::c_str()，

auto& str = "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
";
ranges::for_each(ranges::view::c_str(str), std::putchar);

这就产生了像std::string_view产生的精确组装。

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另一方面，如果我们将c字符串作为const char*传递给ranges::view::c_str()

auto str = "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
";
ranges::for_each(ranges::view::c_str(str), std::putchar);

这次它产生一个不同的组件如下：

main:                                   # @main
        pushq   %rbx
        movb    $116, %al
        movq    $-90, %rbx
.LBB0_1:                                # =>This Inner Loop Header: Depth=1
        movsbl  %al, %edi
        movq    stdout(%rip), %rsi
        callq   _IO_putc
        movzbl  .L.str+91(%rbx), %eax
        incq    %rbx
        jne     .LBB0_1
        xorl    %eax, %eax
        popq    %rbx
        retq
.L.str:
        .asciz  "the quick brown fox is jumping on a lazy dog
the quick brown fox is jumping on a lazy dog
"

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哪个组装胜利？

为什么std::string_view决定产生相同的二进制文件？

view::c_str()可以只用const char*和const char [N]产生一个更快的组装吗？

godbolt.org/g/wcQyY1

答案

两个std::string_view版本都调用相同的构造函数，它采用const char*然后使用std::char_traits::length（基本上是strlen）来查找长度。编译器优化了strlen，因为字符串文字对于编译器是可见的，因此它的长度是已知的，但是两种形式都使用完全相同的构造函数，并且两者都优化了strlen，因此两者都生成相同的代码。

view::c_str版本根据是给定指针还是数组使用不同的重载，请参阅https://github.com/ericniebler/range-v3/blob/1f4a96e9240786801e95a6c70afebf27f04cffeb/include/range/v3/view/c_str.hpp#L68

当给出一个指针时，它必须找到与使用strlen类似的长度，但是当给定一个大小为N的数组时，它使用N-1作为长度。即使编译器将类似strlen的代码优化为固定的编译时值，它仍然在编译不同的东西，因此生成的代码不相同并不奇怪。