如何实现仅在堆栈上分配的字符串

很简单，写一个堆栈分配器，下面是一个例子：

https://codereview.stackexchange.com/questions/31528/a-working-stack-allocator

使用分配器，您可以同样轻松地进行分配，例如，从内存映射文件（即从磁盘驱动器）或静态数组 s 进行分配。char

有很多实现，有些完全基于动态分配，有些则仅针对宽度超过给定长度的字符串进行动态分配（实际上，它们在适合时使用自己的内部缓冲区）。basic_string

使用分配器可能不是办法，因为字符串和分配器之间的接口假定分配器对象是容器的一部分，但分配的内存来自容器本身的外部。您可以通过使用 POSIX 实现分配器来安排它，但存在所有缺点。alloca

在堆栈上实现字符串时的问题在于，你不能让它动态增长（可能是当时的堆栈有更多的东西），但你也必须注意这样的操作，这样可以使字符串越来越长。+=

因此，您最终会预先分配（作为数组或分配器提供的缓冲区，在您的类中或在分配器中不会改变问题）您通常会浪费的字节数量，但不会全部填充它们，或者如果字符串增长太多并且需要动态，则不使用它们。

内存到缓存的通信过程（通常以 128 字节或 4KB 运行）可能需要权衡取舍，但它非常依赖于硬件，因此负担的复杂性很可能不会付出代价。

一个更经济实惠的解决方案可以是一个分配器，它仍然在堆上分配，但能够保留和重用返回的块（达到一定的限制），从而减少要求系统分配/解除分配的需要。

但是，在这种情况下，如果底层系统已经以这种方式实现，则性能不一定受益。new/delete

LLVM ADT 具有 SmallString 类。它还具有许多其他有用的类。SmallVector

虽然当前的LLVM代码库倾向于使用C++11，但（不那么）旧版本的LLVM支持C++03。

我应该考虑，我会使用实现定义的 VLA 和标准算法的组合。

第一个问题是：你有多少额外的接口 用？大多数附加接口可以 使用 （例如 ， 和 ） 中的函数轻松实现，并且在很多 案例中，有很大一部分无论如何都不会被使用。 只需根据需要实现它即可。std::string<algorithm>std::findstd::find_ifstd::search

我不认为您可以使用自定义分配器来完成这项工作。 获取内存“堆栈”的唯一方法是声明它 作为自定义分配器的成员，这将创建所有 复制它们时会出现各种问题。分配器必须是 可复制，并且副本必须是幂等的。

也许你可以在网上找到一个免费的实现，它使用小字符串实现;然后 修改它，使截止大小（超过该截止大小，它使用动态 allocation） 大于您实际使用的任何字符串。（那里 是标准库的几个开源实现 可用;与 g++ 一起提供的那个仍然使用 COW，但 我怀疑其他大多数人都使用 SSO。std::string

一个很好的起点是 Alexandrescu 的基于策略的字符串类，在这篇 Dobbs 博士的文章中进行了描述。它包括一个 SSO 策略，该策略基本上可以执行您想要的操作（在页面中搜索），并且如果您认为有必要，可以轻松修改。它早于 C++11，所以你也很好。SmallStringOpt

这是一个有效的代码，但不是推荐的方式。

这段代码有很多痕迹来显示它正在做什么。它不会检查分配请求的大小是否不超过缓冲区。如有必要，您可以进行此检查。请注意，std：：basic_string 会尝试分配不必要的部分。

#include <string>
#include <iostream>

template<typename T, size_t S>
class fixed_allocator
{
  typedef std::allocator<T> _base;

  std::ostream& trace() const { return std::cerr << "TRACE fixed_allocator " << (void*)this ; }

public:
  typedef typename _base::value_type value_type;
  typedef typename _base::pointer pointer;
  typedef typename _base::const_pointer const_pointer;
  typedef typename _base::reference reference;
  typedef typename _base::const_reference const_reference;
  typedef typename _base::size_type size_type;
  typedef typename _base::difference_type difference_type;

  template<class C> struct rebind {
    typedef fixed_allocator<C, S*sizeof(C)/sizeof(T)> other;
  };
  T* buffer_;

  fixed_allocator(T* b) : buffer_(b) { trace() << "ctor: p="  << (void*)b << std::endl; }

  fixed_allocator() : buffer_(0) { trace() << "ctor: NULL" << std::endl; };
  fixed_allocator(const fixed_allocator &that) : buffer_(that.buffer_) { trace() << "ctor: copy " << (void*)buffer_ << " from " << (void*) &that << std::endl; };

  pointer allocate(size_type n, std::allocator<void>::const_pointer hint=0) {
    trace() << "allocating on stack " << n << " bytes" << std::endl;
    return buffer_;
  }

  bool operator==(const fixed_allocator& that) const { return that.buffer_ == buffer_; }
  void deallocate(pointer p, size_type n) {/*do nothing*/}
  size_type max_size() const throw() { return S; }
};

int main()
{
  char buffer_[256];
  fixed_allocator<char, 256> ator(buffer_);
  std::basic_string<char, std::char_traits<char>, fixed_allocator<char, 256> > str(ator);
  str.assign("ipsum lorem");
  std::cout << "String: '" << str << "' length " << str.size() << std::endl;
  std::cout << " has 'l' at " << str.find("l") << std::endl;
  str.append(" dolor sit amet");
  std::cout << "String: '" << str << "' length " << str.size() << std::endl;
  str.insert(0, "I say, ");
  std::cout << "String: '" << str << "' length " << str.size() << std::endl;
  str.insert(7, "again and again and again, ");
  std::cout << "String: '" << str << "' length " << str.size() << std::endl;
  str.append(": again and again and again, ");
  std::cout << "String: '" << str << "' length " << str.size() << std::endl;
  return 0;
}

此代码已在 GCC 和 LLVM 上进行了测试，并按预期（或意外）执行。

笨拙的语法。无法从basic_string派生并嵌入缓冲区。更好的方法是使用所需的接口子集创建一个小型专用buffer_string类basic_string。