将 (const char*, size_t) 表示的字符串转换为 int 的最快方法是什么？
字符串不是以null结尾的。 这两种方式都涉及我想避免的字符串副本（以及更多）。
是的，这个函数每秒被调用几百万次。 :p
int to_int0(const char* c, size_t sz)
{
return atoi(std::string(c, sz).c_str());
}
int to_int1(const char* c, size_t sz)
{
return boost::lexical_cast<int>(std::string(c, sz));
}
【问题讨论】：
atoi 的临时字符串上调用移动构造函数
string 对象（或以零结尾的字符串）。
标签： c++
给定一个这样的计数字符串，您可以通过自己进行转换来获得一点速度。根据代码需要的健壮程度，这可能相当困难。目前，让我们假设最简单的情况——我们确定字符串是有效的，只包含数字（现在没有负数）并且它表示的数字总是在 int 的范围内。对于这种情况：
int to_int2(char const *c, size_t sz) {
int retval = 0;
for (size_t i=0; i<sz; i++)
retval *= 10;
retval += c[i] -'0';
}
return retval;
}
从那里，您可以随心所欲地处理复杂的事情——处理前导/尾随空格，'-'（但正确处理 2 的补码中的最大负数并不总是微不足道的 [编辑：见 Nawaz 的回答对此的一种解决方案]），数字分组等。
【讨论】：
另一个 slow 版本，用于 uint32：
void str2uint_aux(unsigned& number, unsigned& overflowCtrl, const char*& ch)
{
unsigned digit = *ch - '0';
++ch;
number = number * 10 + digit;
unsigned overflow = (digit + (256 - 10)) >> 8;
// if digit < 10 then overflow == 0
overflowCtrl += overflow;
}
unsigned str2uint(const char* s, size_t n)
{
unsigned number = 0;
unsigned overflowCtrl = 0;
// for VC++10 the Duff's device is faster than loop
switch (n)
{
default:
throw std::invalid_argument(__FUNCTION__ " : `n' too big");
case 10: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 9: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 8: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 7: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 6: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 5: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 4: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 3: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 2: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
case 1: str2uint_aux(number, overflowCtrl, s);
}
// here we can check that all chars were digits
if (overflowCtrl != 0)
throw std::invalid_argument(__FUNCTION__ " : `s' is not a number");
return number;
}
为什么这么慢？因为它一个接一个地处理字符。如果我们保证可以访问高达s+16 的字节，我们可以对*ch - '0' 和digit + 246 使用矢量化。
就像在这段代码中一样：
uint32_t digitsPack = *(uint32_t*)s - '0000';
overflowCtrl |= digitsPack | (digitsPack + 0x06060606); // if one byte is not in range [0;10), high nibble will be non-zero
number = number * 10 + (digitsPack >> 24) & 0xFF;
number = number * 10 + (digitsPack >> 16) & 0xFF;
number = number * 10 + (digitsPack >> 8) & 0xFF;
number = number * 10 + digitsPack & 0xFF;
s += 4;
范围检查的小更新：
第一个 sn-p 在每次迭代时都有冗余移位（或mov），所以它应该是
unsigned digit = *s - '0';
overflowCtrl |= (digit + 256 - 10);
...
if (overflowCtrl >> 8 != 0) throw ...
【讨论】：
str2uint_aux）。它还对可以处理的数字大小施加了任意限制（例如，它不适用于 64 位类型）。这可以扩大，但只能以将已经很大的例程增加大约一倍为代价。处理带符号的数字会增加更多。这可能是值得的，但几乎可以很容易地使用足够的额外缓存来降低整体速度。
s[i] >= '0' && s[i] <= '9'。完整或部分循环展开、C 宏与内联函数 - 是此代码的次要方面。
overflowCtrl 变量将非零。无需使用 comparisons 和分支 - 只需减去 '0'，添加 246，如果不是数字，结果将大于 255。所以，你可以收集溢出并立即检查它们。
digit 是无符号的，所以'*' - '0' 是0xf...fffffffa，它大于0xff。
最快：
int to_int(char const *s, size_t count)
{
int result = 0;
size_t i = 0 ;
if ( s[0] == '+' || s[0] == '-' )
++i;
while(i < count)
{
if ( s[i] >= '0' && s[i] <= '9' )
{
//see Jerry's comments for explanation why I do this
int value = (s[0] == '-') ? ('0' - s[i] ) : (s[i]-'0');
result = result * 10 + value;
}
else
throw std::invalid_argument("invalid input string");
i++;
}
return result;
}
由于在上面的代码中，每次迭代都会比较(s[0] == '-')，我们可以通过在循环中将result计算为负数来避免这种情况，如果s[0]确实是@987654328，则返回result @，否则返回-result（这使它成为一个正数，应该是）：
int to_int(char const *s, size_t count)
{
size_t i = 0 ;
if ( s[0] == '+' || s[0] == '-' )
++i;
int result = 0;
while(i < count)
{
if ( s[i] >= '0' && s[i] <= '9' )
{
result = result * 10 - (s[i] - '0'); //assume negative number
}
else
throw std::invalid_argument("invalid input string");
i++;
}
return s[0] == '-' ? result : -result; //-result is positive!
}
这是一种进步！
在 C++11 中，您可以使用 std::stoi 系列中的任何函数。还有std::to_stringfamily。
【讨论】：
"-32768" 的字符串。这会尝试将 32768 转换为 int，但这会溢出，因为最大的 16 位有符号 int 是 32767。
llvm::StringRef s(c,sz);
int n;
s.getAsInteger(10,n);
return n;
http://llvm.org/docs/doxygen/html/classllvm_1_1StringRef.html
【讨论】：
GetAsUnsignedInteger()中有基数自动检查的调用和分支。
如果您不想避免字符串复制，则必须编写自定义例程或使用 3rd 方库。
您可能不想从头开始编写 atoi（仍然可能在此处产生错误），因此我建议从公共领域或 BSD 许可的代码中获取现有的 atoi 并对其进行修改。例如，您可以从FreeBSD cvs tree 获取现有的 atoi。
【讨论】：
如果你经常运行这个函数，我敢打赌你会多次解析同一个数字。我的建议是将字符串 BCD 编码为静态字符缓冲区（你知道它不会很长，因为 atoi 只能处理 +-2G）当少于 X 位时（X=8 用于 32 位查找， X=16 用于 64 位查找）然后将缓存放在哈希映射中。
当您完成第一个版本时，您可能会发现一些不错的优化，例如完全跳过 BCD 编码并仅使用字符串中的 X 字符（当字符串长度 atoi。
编辑：...或替代 atoi 以替代 Jerry Coffin 的解决方案，这与他们来的一样快。
【讨论】：