背景/概述

对自动变量的操作（“从堆栈”，这是您在不调用malloc/的情况下创建的变量new）通常比那些涉及自由存储（“堆”，这是使用创建的变量）快得多new。但是，自动数组的大小在编译时是固定的，但来自自由存储的数组的大小不是。此外，堆栈大小是有限的（通常为几个
MiB），而免费存储仅受系统内存的限制。

SSO 是短/小字符串优化。Astd::string通常将字符串存储为指向空闲存储（“堆”）的指针，这提供了与调用new char [size].
这可以防止非常大的字符串的堆栈溢出，但它可能会更慢，尤其是复制操作。作为一种优化，许多实现std::string创建一个小的自动数组，比如char [20]. 如果您有一个 20
个字符或更小的字符串（在此示例中，实际大小会有所不同），它将直接将其存储在该数组中。这完全避免了调用的需要new，从而加快了速度。

编辑：

我没想到这个答案会如此受欢迎，但既然如此，让我给出一个更现实的实现，但需要注意的是，我从未真正“在野外”阅读过任何 SSO 的实现。

实施细节

a 至少std::string需要存储以下信息：

• 规模
• 容量
• 数据的位置

大小可以存储为
astd::string::size_type或指向末尾的指针。唯一的区别是您是否希望在用户调用时必须减去两个指针，或者在用户调用时向指针size添加
a 。容量也可以以任何一种方式存储。size_type``end

你不用为你不使用的东西付费。

首先，根据我上面概述的内容考虑简单的实现：

class string {
public:
    // all 83 member functions
private:
    std::unique_ptr<char[]> m_data;
    size_type m_size;
    size_type m_capacity;
    std::array<char, 16> m_sso;
};

对于 64 位系统，这通常意味着std::string每个字符串有 24 个字节的“开销”，另外还有 16 个字节用于 SSO
缓冲区（由于填充要求，此处选择 16 个而不是 20 个）。存储这三个数据成员加上一个本地字符数组是没有意义的，就像在我的简化示例中一样。如果m_size <= 16，那么我会将所有数据放入m_sso，所以我已经知道容量并且我不需要指向数据的指针。如果m_size > 16，那么我不需要m_sso。在我需要所有这些的地方绝对没有重叠。一个不浪费空间的更智能的解决方案看起来更像这样（未经测试，仅用于示例目的）：

class string {
public:
    // all 83 member functions
private:
    size_type m_size;
    union {
        class {
            // This is probably better designed as an array-like class
            std::unique_ptr<char[]> m_data;
            size_type m_capacity;
        } m_large;
        std::array<char, sizeof(m_large)> m_small;
    };
};

我假设大多数实现看起来更像这样。