我们可以从std :: string的c_str（）获得什么性能？总是恒定的时间？

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我最近一直在做一些必要的优化。我一直在做的一件事是更改一些ostringstreams-> sprintfs。我正在将一堆std :: strings冲刺到ac样式数组，ala

char foo[500];
sprintf(foo, "%s+%s", str1.c_str(), str2.c_str());

事实证明，Microsoft的std :: string :: c_str（）实现在恒定时间内运行（它只返回一个内部指针）。看来libstdc ++也是一样。我意识到std不能保证c_str，但是很难想象另一种方式。例如，如果他们将其复制到内存中，要么不得不为缓冲区分配内存（将其留给调用方销毁，而不是STL合同的一部分），要么必须将其复制到内部静态对象中。缓冲区（可能不是线程安全的，并且您无法保证其寿命）。因此，仅返回指向内部维护的以null终止的字符串的指针似乎是唯一可行的解决方案。

c++ performance strings

— 道格T.
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如果我还记得的话，该标准允许string::c_str()返回几乎所有满足的条件：

存储空间足以容纳字符串和终止符的内容 NULL
在string调用给定对象的非常量成员之前必须一直有效

因此，实际上，这意味着指向内部存储的指针。因为没有办法从外部跟踪返回的指针的寿命。我认为您的优化可以安全地假设这是（小的）恒定时间。

与此相关的是，如果字符串格式限制了性能；您可能会发现好运会推迟评估，直到绝对需要Boost.Phoenix之类的东西。

Boost.Format 我相信内部会推迟格式化，直到需要结果为止，并且您可以重复使用相同的格式对象，而无需重新解析格式字符串，我发现这对于高频日志记录有很大的影响。

— 右值
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一个实现可能创建一个新的或辅助的内部缓冲区-足够大以添加空终止符。即使c_str是const方法（或至少具有const重载-我忘记了），但这不会更改逻辑值，因此可能是的原因mutable。这将打破指针其他呼叫c_str，但此指针必须指的是同一个逻辑串（所以没有新的理由来重新分配-必须已经有一个空终止），或者必须已到非通话-const方法之间。

— Steve314 2011年

如果这确实有效，则c_str调用可能需要O（n）时间进行重新分配和复制。但是，我可能不知道该标准中还有其他规则会阻止这种情况。我认为它的原因-呼叫c_str是不是真的意味着是常见AFAIK，所以它可能不会被认为是重要的，以确保他们快-避免存储的额外字节，以实现通常不需要空终止的string情况下，从来没有使用c_str可能优先。

— Steve314 2011年

Boost.Format内部流经内部流，sprintf最终导致相当大的开销。文件说，它比普通的慢约8倍sprintf。如果需要性能和类型安全性，请尝试Boost.Spirit.Karma。

— Jan Hudec

Boost.Spirit.Karma是提高性能的一个很好的技巧，但请注意，它具有截然不同的方法，很难适应现有的printf样式代码（和编码器）。我一直坚持不懈，Boost.Format因为我们的I / O是异步的。但是一个很大的因素是，我可以说服我的同事们一贯使用它（仍然允许任何类型的ostream<<重载-很好地避开了.c_str()争论）Karma性能数字。

— rvalue

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在c ++ 11标准（我正在阅读N 3290版本）中，第21.4.7.1章讨论了c_str（）方法：

const charT* c_str() const noexcept; const charT* data() const noexcept;

返回：指针p，使得[0，size（）]中每个i的p + i ==＆operator。
复杂度：恒定时间。
要求：程序不得更改存储在字符数组中的任何值。

因此，是的：标准保证了恒定的时间复杂度。

我刚刚检查了c ++ 03标准，它没有这样的要求，也没有说明复杂性。

— BЈовић
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从理论上讲，C ++ 03不需要这样做，因此字符串可以是char的数组，其中恰好在调用c_str（）时添加了空终止符。这可能需要重新分配（如果内部私有指针声明为，则不违反常量性mutable）。

C ++ 11更严格：它需要时间，因此无法进行重定位，并且数组必须始终足够宽以在末尾存储null。c_str（）本身仍然ptr[size()]='\0'可以确保实际存在null。它不会违反数组的常量性，因为范围[0..size())不会更改。

— 埃米利奥·加拉瓦利亚（Emilio Garavaglia）
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