28、超越字符串的局部缓冲区优化

超越字符串的局部缓冲区优化

1. 引言

在处理字符串时，当字符串的总大小超过缓存大小时，性能优势才会显现出来。除了字符串，局部缓冲区优化在很多场景都能发挥作用。当需要在运行时进行小的动态分配时，都可以考虑这种优化方法。

2. 字符串优化

之前实现的 small_string 类存在一个明显的低效问题：当字符串存储在本地缓冲区时，其实不需要数据指针。我们可以通过以下方式优化：

// Example 05
class small_string {
    ...
    private:
    union {
        char* s_;
        struct {
            char buf[15];
            char tag;
        } b_;
    };
};

这里使用最后一个字节作为标记， tag == 0 表示字符串存储在本地， tag == 1 表示存储在外部分配的内存中。总缓冲区大小仍为 16 个字符，15 个用于字符串本身，1 个用于标记。指针与字符缓冲区的前 8 个字节在内存中重叠。这种优化减少了对象占用的总内存，从 24 字节减少到 16 字节。

3. 小向量优化

向量也是一种常见的数据结构，适合进行局部缓冲区优化。

3.1 简单向量

一个基本的向量类，如 C++ 标准库中的 std::vector </