strlen() 编译时优化

Question

几天前我发现你可以使用类似这样的方式找到编译时strlen：

template<size_t N>
constexpr size_t strlen_(const char (&data)[N]) noexcept{
    return N - 1;
}

如果它被编译，那么一切都很好。您可以这样添加重载：

size_t strlen_(const char *s) noexcept{
    return strlen(s);
}

然后它会一直编译。

我的问题是 - C++ <cstring> 是否使用类似的东西，如果不使用 - 为什么？

Answer 1

你的代码有问题。

在strlen() 上进行编译时优化的正确方法令人惊讶的是，只需调用strlen()。当它在编译时知道长度时，像 clang 这样的现代编译将优化掉不必要的strlen()。

此外，在大多数情况下，sizeof 会在您（程序员）与保存文字字符串的变量一起正确使用时派上用场。喜欢：

const char foo[] = "Hello World";
size_t len = sizeof(foo)-1; // 11

请注意，这是有一些假设的，如果你这样做会给自己带来麻烦，但不会让你的生活变得简单：

const char foo[] = "Hello World\01234";
size_t len = sizeof(foo)-1; // 16

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已编辑：使显而易见的看起来更像是一个答案。

Answer 2

不，它没有。因为它给出了错误的答案。

char x[10] = "abc";
int correct_length   = std::strlen(x);  // 3
int incorrect_length = strlen_(x);      // 9

此外，使用您的 2 个重载，模板将永远不会被调用。接受const char* 的非模板将始终是首选。

这并不意味着 strlen 不能在编译时用一些编译器魔法来计算。但不能以这种方式完成，使用适当的语言。

Answer 3

您的strlen_ 不起作用：http://ideone.com/PNNeaX

另外：我知道，Visual Studio 2015 优化了各种 strlen 调用，即使在我有疑问的情况下，当我检查程序集输出时这些都消失了，它没有生成 runtime @ 987654325@ 电话。

正如@Calvin 所说，Clang 似乎也在做同样的事情。所以真的没有理由这样做。

Answer 4

您的 strlen_返回数组data 的大小，而不是空终止字符串的大小。正确的实现是：

constexpr size_t ct_strlen( const char* s ) noexcept
{
  return *s ? 1 + ct_strlen(s + 1) : 0;
}

Answer 5

ZDF 回答的跟进。

我做了测试，这似乎是过早的优化。

代码：

#include <cstdio>
#include <cstring>

constexpr unsigned MAX = 1000 * 1000 * 250;


constexpr size_t strlen_c(const char* s) noexcept{
    return *s ? 1 + strlen_c(s + 1) : 0;
}


int main(){
    constexpr const char *s = "Hi, my name is Malcolm and I am very good boy...";

    unsigned sum = 0;

    for(unsigned i = 0; i < MAX; ++i){
        sum += strlen(s) + i;
    }

    return sum;
}

结果：

代码编译时使用：

gcc   x.cc -std=c++11 -Wall -Wpedantic
gcc   x.cc -std=c++11 -Wall -Wpedantic -O3
clang x.cc -std=c++11 -Wall -Wpedantic
clang x.cc -std=c++11 -Wall -Wpedantic -O3

这是花了多少时间：

------------------------------------
|         | GCC       | CLANG      |
------------------------------------
| len     | 0m1.506s  | 0m0.743s   |
| len O3  | 0m0.001s  | 0m0.002s   |
| lenc    | 1m5.476s  | 0m56.871s  |
| lenc O3 | 0m12.267s | 0m0.060s   |
------------------------------------

Clang 似乎要快一些，但经过全面优化，constexpr strlen_c() 没有得到回报。

如果我在代码中做错了什么，请告诉我。