C++ 如何尽快实现strlen

假设您使用的是x86 32位系统。您的任务是尽快实现strlen

有两个问题需要注意： 1.地址对齐。 2.以机器字长度（4字节）读取内存

在给定的字符串中不难找到第一个对齐地址

然后，我们可以用4个字节读取内存一次，并将其计算为总长度。但我们应该在4个字节中有一个零字节时停止，并在零字节之前计算剩余字节。为了快速检查零字节，glibc提供了一段代码片段：

unsigned long int longword, himagic, lomagic;
himagic = 0x80808080L;  
lomagic = 0x01010101L;

// There's zero byte in 4 bytes.
if (((longword - lomagic) & ~longword & himagic) != 0) {
    // do left thing...
}

我在Visual C++中使用，与CRT的实现进行了比较。CRT比上面的快得多

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我不熟悉CRT的实现，他们是否使用了更快的方法来检查零字节？

第一个CRT的一个是直接在汇编程序中写入的。您可以在这里看到它的源代码

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\crt\src\intel\strlen.asm

（适用于VS 2008）

您可以在创建字符串时保存字符串的长度，就像在Pascal中一样。

这取决于具体情况。微软的图书馆实际上有两个不同版本的strlen。一个是C语言的可移植版本，它是strlen最简单的版本，非常接近（可能相当于）：

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另一个是汇编语言（仅用于英特尔x86），与上面的内容非常类似，至少加载4个字节，其中一个字节的检查为零，并做出适当的反应。唯一明显的区别是，它们基本上不是减法，而是先对字节求反再加。也就是说，它们使用

word+0x7efefeff

而不是

word-0x0101010101

假设您知道最大可能长度，并且在使用前已将内存初始化为\0，则可以执行二进制拆分，并根据值向左/向右移动（\0，向左拆分，否则向右拆分）。这样可以大大减少查找长度所需的检查数量。不是最优的（需要一些设置），但应该非常快

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//Eric

也有使用REPNE SCAS指令对的编译器内部版本，尽管这些版本通常在较旧的编译器上，但它们仍然可以非常快。还有SSE2版本的strlen，例如，或者类似的东西，显然，在assembler中构建这样一个紧密的循环是最快的，但是如果您想/需要在C（++）中保持它更人性化的可读性和/或可移植性，您仍然可以通过使用来提高标准函数的速度

register

关键字提示编译器将计数器存储在CPU上的寄存器中，而不是内存中，这将显著加快循环速度

但是，请注意，

register

关键字只是一个建议，如果编译器认为它可以做得更好，则可以随意忽略它，尤其是在使用某些优化选项的情况下。也就是说，对于一个三重for循环中的局部类变量来说，它几乎肯定会被忽略，它很可能会被下面的代码所尊敬，从而改进性能（与汇编版本几乎一致）：

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删除那些“L”后缀，然后查看。。。您正在将所有计算提升为“长”！在我的32位测试中，仅此一项成本就翻了一番

我还进行了两项微观优化：

• 由于我们使用扫描的大多数字符串都由0~127范围内的ASCII字符组成，高位（几乎）从未设置过，因此只需在第二次测试中检查它

• 增加索引而不是指针，这在某些体系结构（尤其是x86）上更便宜，并为您提供“免费”的长度

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你有关于差异的数字吗？编译上述代码时是否启用了完全优化？是否有原因不能只使用各自编译器/库附带的strlen？图书馆的作者可能已经花了一些时间来获得所有可能的优化。同样，在回答中，由于这是标记C++，你能使用应该存储长度的STD::string吗？@马克，它可能是一个家庭作业，因此“你的任务是实现斯特伦”。虽然性能似乎不是问题的一部分，但OP试图弄清楚他们提出的实现为何如此缓慢。您是否在启用优化并以发布模式编译代码？也请检查这个。那些“L”后缀使编译器将所有操作升级到64位！删除它们并查看下面我的完整答案[这意味着每次修改字符串内容时，都会将NUL字符追加到缓冲区的末尾。+1我不确定这是否解决了这个问题，但是，说真的，以null结尾的字符串是C语言最大的弱点之一，并且会导致使用幼稚代码时出现荒谬的大O性能。最好避免这种情况没错。你只应该计算一次StrLin，然后缓存这个结果。在C++中使用字符串类的优势。当然，正如你所说的，这对你的问题没有帮助。而且，和其他很多东西一样，C++的弱点已经根深蒂固地融入到其他语言和操作系统中。infinitum@BlueRaja当前位置

C

，

C++

有

std:：string

，它通常有一个固定的时间

size

成员函数…尽管标准不要求它。@Matthieu:

“abcd”

有type

char[]

，而不是

std:：string

，这导致该漏洞仍然普遍存在。我能在我的机器上找到没有安装MS-VS的汇编语言中的Microsoft strlen实现的源代码吗？我不在MS windows上，但我很想试着理解你最后的评论，并检查它的速度有多快。@Jack:我想你可以看看在他们的网站上，但我不确定它是否在那里。

size_t strlen(char const *str) { 
    for (char const *pos=str; *pos; ++pos)
        ;
    return pos-str;
}

size_t strlen ( const char* s ) {
  for (register const char* i=s; *i; ++i);
  return (i-s);
}

uint32_t gatopeich_strlen32(const char* str)
{
    uint32_t *u32 = (uint32_t*)str, u, abcd, i=0;
    while(1)
    {
        u = u32[i++];
        abcd = (u-0x01010101) & 0x80808080;
        if (abcd && // If abcd is not 0, we have NUL or a non-ASCII char > 127...
             (abcd &= ~u)) // ... Discard non-ASCII chars
        {
        #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
            return 4*i - (abcd&0xffff0000 ? (abcd&0xff000000?4:3) : abcd&0xff00?2:1);
        #else
            return 4*i - (abcd&0xffff ? (abcd&0xff?4:3) : abcd&0xff0000?2:1);
        #endif
        }
    }
}