用C ++设计字符串类

Question

我需要在C ++中设计（并在某些时候编写代码）“自定义”字符串类。我想知道你能不能让我知道任何文件和设计问题，主要是我应该注意的潜在缺陷。非常欢迎链接，以及使用当前字符串库（Qstring，std :: string和其他）识别问题（如果有）。

谢谢。

Answer 1

尽管有批评者，我认为这是一个有效的问题。

std::string不是灵丹妙药。看起来有人从纯OO中取出类并将其转储到C ++中，这可能就是这种情况。

建议1：首选非会员非朋友方法

既然如此，在国际化的这个时刻，我肯定会建议你设计一个支持Unicode的课程。我确实说过Unicode，而不是UTF-8或UTF-16。我认为设计一个包含给定编码数据的类是不合适的（我认为）。您可以提供方法，然后以各种格式输出信息。

建议2 支持Unicode

然后，内存分配方案有很多要点：

• 小字符串优化：该类包含几个字符（十二个或两个）的预分配空间，从而避免为这些字符分配堆
• Copy On Write：各种字符串共享一个缓冲区，以便副本便宜，当一个字符串需要修改其内容时，如果它不是唯一所有者，则复制缓冲区 - ＆gt;问题是多线程在这里引入了开销，并且已经证明，对于通用技术而言，这种开销可能使实际复制成本相形见绌
• 不可变性：Java，C#或Python等“新”语言使用不可变字符串。可以把它想象成一个字符串池，所有包含“Fooo”的字符串都指向同一个缓冲区。请注意，这些语言支持垃圾收集，这对此有帮助。

我个人会在这里选择“小字符串优化”（虽然它并不与其他两个一起使用），只是因为它实现起来很简单并且实际上应该让你受益（堆分配成本，参考问题的位置）。

另外两种技术在面对多线程时有些复杂，而且很容易出错，除非精心制作，否则不太可能带来任何实际好处。

这带来了我的最后建议：

建议3 ：在尝试MultiThreading支持时不要实现内部锁定

在SingleThreaded上下文中使用它会减慢类的速度，并且在使用MultiThreaded时不会产生那么多的好处。

最后，您可以通过浏览现有代码找到适合您口味（或获得一些指示）的内容。我不承诺展示“流畅”的界面：

• ICU UnicodeString：Unicode支持，至少
• std::string：超过100个成员方法（计算各种重载）
• llvm StringRef：注意有多少算法作为成员方法实现：'（

Answer 2

Scott Meyers的

Effective STL对可能的std::string实现技术进行了一些有趣的讨论，但它涵盖了相当高级的问题，例如写时复制和引用计数。

Answer 3

根据“自定义”的内容（例如自定义分配器），您可以通过std :: basic_string类的模板参数来完成。

Answer 4

Herb Sutter在GotW #29中提供了自定义字符串类的示例。你可以在开始时使用它。

Answer 5

从通用的角度来看，“新”字符串类理想地结合了std :: string，CString，QString等的优点。以随机顺序排列的几点：

• 由于非常具体的实现，MFC CString支持在类似printf的函数中使用它。 如果您需要或想要此功能，我建议您购买George Sheperd撰写的“MFC Internals”一书。虽然这本书是从1996年开始的（！），但它对CString如何实现的描述应该是值得的。 http://www.amazon.com/MFC-Internals-Microsoft-Foundation-Architecture/dp/0201407213/ref=sr_1_1?ie=UTF8&s=books&qid=1283176951&sr=8-1
• 检查您的字符串类是否与您将使用它的所有接口（iostreams，Windows API，printf *等）完美匹配
• 不要瞄准完整的unicode支持（如：collat​​ion，grapheme clusters，......）因为这意味着你的类永远不会被完成，但考虑将它变成带有转换选项的wchar_t类。
• 考虑使用char *创建字符串对象的ctor / function始终采用字符数组的特定编码。 （在混合UTF-8 /其他字符集环境中可能会有所帮助。）
• 查看完整的CString接口和完整的std：string接口，确定您需要的内容以及可以跳过的内容。
• 看看QString，看看其他两个错过了什么。
• 不提供对char / wchar_t *
的隐式转换
• 考虑在数字类型中添加方便的转换函数。
• 如果没有完整的详细单元测试，请不要编写字符串类！

Answer 6

世界不需要另一个字符串类。这是家庭作业吗？如果没有，请使用std::string。

Answer 7

std :: string的问题是..你无法改变它。有时您需要std :: string的基础知识，但不同意c ++库的实现。

例如，使用线程安全引用计数意味着大量锁定（或至少锁定操作）。此外，如果您的大多数字符串都很短（因为您知道会出现这种情况），您可能需要一个针对该用例进行优化的字符串类。

因此，即使您喜欢std :: string API，或者至少已经学会了它，但仍有“竞争实施”的空间，或多或少都是相似的。

PowerDNS希望拥有一个，因为我们目前传递了许多dns主机名，并且其中绝大多数都适合于25字节的固定缓冲区，这将减轻许多新的/删除压力。 / p>