从 unsigned char 的 std::span 创建 std::string

Question

我正在使用一个 C 库，它使用各种固定大小的 unsigned char 数组，没有空终止符作为字符串。

我一直在使用以下函数将它们转换为 std::string：

auto uchar_to_stdstring(const unsigned char* input_array, int width) -> std::string {
  std::string temp_string(reinterpret_cast<const char*>(input_array), width);
  temp_string.erase(temp_string.find_last_not_of(' ') + 1);

  return temp_string;
}

除了使用 reinterpret_cast 之外，它工作正常，需要传递数组大小以及我正在将数组衰减为指针这一事实。我试图通过使用 std::span.

来避免所有这些问题

使用 std::span 的函数如下所示：

auto ucharspan_to_stdstring(const std::span<unsigned char>& input_array) -> std::string {
  std::stringstream temp_ss;

  for (const auto& input_arr_char : input_array) {
    temp_ss << input_arr_char;
  }

  return temp_ss.str();
}

该函数运行良好，使其他一切变得更简单，而无需跟踪 C 数组的大小。但是，通过一些基准测试（使用 nanobench）进一步挖掘表明新函数比经典的 reinterpret_cast 方法慢很多倍。我的假设是基于 std::span 的函数中的 for 循环是这里的低效率。

我的问题： 是否有更有效的方法将固定大小的 C 无符号字符数组从 std::span 变量转换为 std::string ？

编辑：

gcc 基准测试（-O3 -DNDEBUG -std=gnu++20，nanobench，minEpochIterations=54552558，warmup=100，doNotOptimizeAway）

relative	ns/op	op/s	err%	ins/op	bra/op	miss%	total	uchar[] to std::string
100.0%	5.39	185,410,438.12	0.3%	80.00	20.00	0.0%	3.56	`uchar`
2.1%	253.06	3,951,678.30	0.6%	4,445.00	768.00	0.0%	167.74	`ucharspan`
1,244.0%	0.43	2,306,562,499.69	0.2%	9.00	1.00	0.0%	0.29	`ucharspan_barry`
72.8%	7.41	134,914,127.56	1.3%	99.00	22.00	0.0%	4.89	`uchar_bsv`

clang 基准测试（-O3 -DNDEBUG -std=gnu++20，nanobench，minEpochIterations=54552558，warmup=100，doNotOptimizeAway）

relative	ns/op	op/s	err%	ins/op	bra/op	miss%	total	uchar[] to std::string
100.0%	2.13	468,495,014.11	0.2%	14.00	1.00	0.0%	1.42	`uchar`
0.8%	251.74	3,972,418.54	0.2%	4,477.00	767.00	0.0%	166.30	`ucharspan`
144.4%	1.48	676,329,668.07	0.1%	7.00	0.00	95.8%	0.98	`ucharspan_barry`
34.5%	6.19	161,592,563.70	0.1%	80.00	24.00	0.0%	4.08	`uchar_bsv`

(uchar_bsv 在基准测试中与 ucharspan_barry 相同，但使用 std::basic_string_view<unsigned char const> 参数而不是 std::span<unsigned char const>

Answer 1

你想要：

auto ucharspan_to_stdstring(std::span<unsigned char const> input_array) -> std::string {
    return std::string(input_array.begin(), input_array.end());
}

string 与其他标准库容器一样，可以从适当的迭代器对构造 - 这就是这样的一对。由于这些是随机访问迭代器，这将进行一次分配等。

请注意，出于两个原因，我从 span<T> const& 更改为 span<T const>。首先，您没有改变 span 的内容，因此内部类型需要是 const... 类似于您使用 T const* 而不是 T* 的方式。其次，您应该按值获取 spans，因为它们的复制成本很低（除非您非常特别需要跨度的标识，而您在这里不需要）。

做一个 reinterpret_cast 可能更好，这样你就可以使用 (char const*, size_t) 构造函数——这个构造函数确保了单个 memcpy 用于最终写入。但你必须花时间看看它是否值得。

从 unsigned char 的 std::span 创建 std::string

Create std::string from std::span of unsigned char

c++

stdstring

c++20

std-span