tinystring: 小字符串优化实现

一种 C++ 的字符串实现，专注优化小字符串的空间利用率。主要特性：

• 长度 255 及以下的字符串，复用一个字节在末尾表示长度。
• 也可自然扩展至表示长度在 256 以上的字符串。
• 理论上最大支持长度 0xFFFFFFFF 的字符串。
• 不支持引用计数（如需要请按引用传参或利用 share_ptr 封装）。
• 只支持 char 字符型的字符串，不支持宽字符，但支持 utf-8 编码的 unicode.

使用概述

可当作 head-only 库使用，include tinystring/tinystring.hpp 单文件。 提供的字符串类型在 utd 命名空间下。

定容字符串

模板类 basic_tiny_string<int SIZE>，其中 SIZE <= 256 ，表示占用空间，可容纳 字符串最长为 SIZE - 1 ，因为必须还要以 \0 空字符结尾。

提供如下五个“整数”空间的定容字符串类型：

typedef basic_tiny_string<16> str16_t;
typedef basic_tiny_string<32> str32_t;
typedef basic_tiny_string<64> str64_t;
typedef basic_tiny_string<128> str128_t;
typedef basic_tiny_string<256> str256_t;

定容字符串可完全创建在栈空间上，也可手动用 new 操作符在堆空间上创建而使用其 指针。

统一可扩容字符串

模板类 united_tiny_string<Allocator> 表示常规通用字符串类，一般可用其默认的 utd::ustring 类型。

typedef united_tiny_string<> ustring;

utd::ustring 初始状态与 utd::str16_t 的内存布局完全一样，可容纳长度仅 15 以下的“微字符串”。若首次需扩容至 32 ，则相当于在堆空间创建 str32_t 对象， 而原来在栈上的 ustring 保存其指针。直至扩容至 256 以上才与定容小字符串类不兼 容。

utd::ustring 支持大部分类似标准 std::string 的常用函数与操作。

内存模型示意图

小字符串内存池

用内存池技术实现了配套的 allocator 。

utd::tinypool 主要为 str32_t 至 str256_t 这四种规格的字符串提供内存池管理。 str16_t 太小认为适合直接在栈上创建并按值复制。同时也为长度在 256 以下的 ustrig 提供服务，其默认的 allocator 模板参数即 tinypool 。

内存池 tinypool 与字符串 ustring 是相互独立的。tinypool 也可服务于其他对象， 只要目标对象的大小也在 32/64/128/256 附近就比较合适。而 ustring 也可使用其他 allocator 如 std::allocator 。

体验测试

见 tast 子目录。

开发日志

devnote