可以std :: shared_ptr <std :: string const>作为引用计数的不可变字符串的有效实现吗？

Question

理想情况下，一个不可变的字符串类只需要为每个字符串分配一次内存。即使引用计数可以存储在保存字符串本身的同一块内存中。

甲琐碎实施string和shared_ptr将分配三个不同的存储器件为shared_ptr<string const>：

• 内存为字符串缓冲区
• 存储器的字符串对象
• 存储器的引用计数

现在，我知道当使用std::make_shared()时，智能impl将最后两个组合成一个单独的分配。但是这仍然会留下两个分配。

当您知道该字符串是不可变的时，字符串缓冲区将不会被重新分配，因此应该可以将其与字符串对象集成，只留下一个分配。

我知道某些字符串实现已经对短字符串使用了这样的优化，但是我在执行这个操作之后不管字符串长度如何。

我的问题是：我的推理的声音？实际上是否允许并能够执行此操作？我可以从一个高质量的标准库中合理地期望实现这种优化吗？你知道这样做的当代库实现吗？

或者这是我必须实现自己的东西？

Answer 1

我相信唯一的方法就是接受运行时变量大小的数组make_shared。标准的does not，即使是C++ 17（它增加了对数组的shared_ptr的支持）。

另一方面，Boost具有boost::make_shared，它也可以采用数组大小​​参数。一旦你有了，你就是金;你也几乎你想要的什么shared_ptr<char[]>（除了实际上是一个std::string。

如果你不想使用升压你可以只推出自己的。它可能不会那么难。

还有一点需要考虑的是，如果你只会创建O（1）字符串，那么永远不要删除它们，并且要传递原始指针（或std::string_view），这样可以避免任何复制或摆弄（引用计数实际上很慢，因为它们使用原子操作。）

您也可以使用像这样的内部机制。

Answer 2

您可能需要为所有分配使用自定义分配器。

class ImmutableStringAllocator; 

template<typename CharT> 
using immutable_string = std::basic_string<CharT, std::char_traits<CharT>, ImmutableStringAllocator> 

template<size_t N> 
immutable_string<char> make_immutable_string(char (&data)[N]) 
{ 
    ImmutableStringAllocator alloc(N); 
    // going for basic_string::basic_string(charT *, size_t, Allocator) 
    return allocate_shared<immutable_string<char>>(alloc, data, N, alloc); 
} 

class ImmutableStringAllocator { 
    size_t len; 
    size_t offset; 
    char * buf; 
    std::reference_wrapper<char *> ref; 
public: 
    // Normal Allocator stuff here 
    ImmutableStringAllocator(size_t N) : len(N), buf(nullptr), offset(0), ref(buf) {} 

    ImmutableStringAllocator(const ImmutableStringAllocator & other) : len(other.len), buf(nullptr), offset(other.offset), ref(other.buf) {} 

    ImmutableStringAllocator operator=(const ImmutableStringAllocator & other) 
    { 
     assert(buf == nullptr); 
     temp(other); 
     swap(*this, temp); 
     return *this; 
    } 

    pointer allocate(size_type n, const_void_pointer hint) 
    { 
     if (!ref.get()) { buf = ::new(n + len); offset = n; return buf; } 
     return ref.get() + offset; 
    } 
}