在恒定时间内修剪 C++ 字符串

Posted 2023-02-17

【中文标题】在恒定时间内修剪 C++ 字符串

【英文标题】：Trimming C++ string in constant time

【发布时间】：2019-12-07 02:10:48

【问题描述】：

是否有一种 STL/库方法可以在恒定时间内减小字符串大小（修剪它）。

在 C 中，这可以通过在最后一个索引后面添加 '\0' 来在恒定时间内完成。

C++ 调整大小的复杂性未定义，很可能是 O(N)

http://www.cplusplus.com/reference/string/string/resize/

【问题讨论】：

您从哪里获得这些信息？你有什么证据表明 C 可以在恒定时间内调整字符串的大小？

std::string::resize 的复杂度在形式上是O(n)。然而，如果您在减小字符串大小时实际检查 C++ 库的实现，您会对该特定操作的实际复杂性感到非常惊讶。

是的，它是 O(n)。但它必须是，因为如果新的大小超过容量，它必须重新分配和复制。而且即使只是扩大了字符串，也必须初始化新的部分。当然，如果它没有变得更大，那么工作量是恒定的。顺便说一句：在 C++11 之前的 COW 字符串中，它必须是 O(n)，在任何情况下都会由于修改而发生不共享。

【参考方案1】：

@SamVarshavchik 在 cmets 中很腼腆，但值得一提的是：在包括 libstdc++ 在内的许多实现中，std::string::resize() 将通过减少字符串的长度而不是重新分配 / 在恒定时间内减小字符串的大小/复制数据： https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/master/libstdc%2B%2B-v3/include/bits/basic_string.tcc 。 O(n) 的估计是如果你增加大小，强制重新分配和复制字符串。

另外，在 C++17 中，std::string_view 是粗略的不可变对应物，相当于通过敲击空字节来“修剪”C 字符串。它需要一个字符串的切片（指针 + 大小）而不复制其内容，然后您可以将它传递给各种 STL 函数或从流中打印它。

std::string hello_world = "hello world";
auto hello = std::string_view(hello_world.data(), 5);
std::cout << hello; // prints hello

需要注意的是 string_view 不拥有数据，因此一旦原始字符串超出范围，您将无法使用它，并且您不想以可能导致它的方式修改原始字符串重新分配。

【参考方案2】：

C++17的方式，我们可以在O(1)内实现substr操作。

https://www.modernescpp.com/index.php/c-17-avoid-copying-with-std-string-view

std::string_view 也不要为大字符串分配堆内存。 std::string 在堆上分配内存，但 std::string 的例外情况是，MSVC 和 GCC 的大小为 15，Clang 的大小为 23。 std::string 上述大小未在堆上分配内存。