字符串格式化大比拼

在平常的编程过程中，总免不了格式化字符串。而作为C++程序员，是快乐的也是痛苦不的。快乐是因为我们有多种方式来达到目的，痛苦也是因为有多种方式而难以决策，总是在思索效率与优雅！C++逐步“沦落”的原因也正是因为她的高贵的气质（难以驾驭），时尚的发型（模板），狂野的性格（内存）。哎，迷恋它，她就是我的传说！

先给出一张表格，然后再来一一琢磨！

 sprintfsnprintfstringstreamstrsteramtr2::lexical_castboost::format备注易用性YYNNYN 无需额外内存YYNYNN 缓冲区安全NYYYYY 类型安全NNYYYY 是否可用于模板NNYYYY 效率      耗时取样，以sprintf为基准

 

一、sprintf

先来看个成功案例

void FormatString(int i, char *pBuf)
{
    sprintf(pBuf, "%4d", i);
}    

char buf[5] = {0};
FormatString(10, buf);
cout << buf << endl;

输出：  10

sprintf的易用性是无需多言的，任何学过C语言的童鞋都能搞定，而且不需要额外的内存空间（除开我们制定的Buffer区）。但是，也正是因为他来自C，所以就有一些不良嗜好：

1) 缓冲区溢出：

void FormatString(int i, char *pBuf)
{   
     sprintf(pBuf, "%4d", i);
}
char buf[3] = {0};    // 这里所指定的缓冲区不能满足%4d的空间
FormatString(10, buf);
cout << buf << endl;

完了，内存遭到了破坏，在VS2008下测试，运行时会提示“Run-Time Check Failure #2 - Stack around the variable 'buf' was corrupted.”

2）类型安全

void FormatString(int i, char *pBuf)
{
    sprintf(pBuf, "%4c", i);    // 注意，这里是%4c
}
char buf[5] = {0};
FormatString(10, buf);
cout << buf << endl;            // 现在什么也不输出

由于printf家族都是使用的C可变参数列表，编译期间不检查参数列表（好像有个lint的工具可以检查，没用过。）

 

 

3）使用模板来解决类型安全

template<typename T>
void FormatString(T value, char *pBuf);            // 主模板进行声明，不定义

template<>
void FormatString<int>(int value, char *pBuf)      // 特化
{
    sprintf(pBuf, "%d", value);
}
template<>
void FormatString<char>(char value, char *pBuf)    // 特化

{
    sprintf(pBuf, "%c", value);
}

template<>
void FormatString<char *>(char *value, char *pBuf)  // 特化

{
    sprintf(pBuf, "%s", value);
}

 

够了，不想再写了！来看其他的替代方案吧！

 

 

二、snprintf(M$用的是_snprintf)

void FormatString(int i, char *pBuf, int nBufLen)
{
    _snprintf(pBuf, nBufLen, "%4d", i);    // MS用的带下划线的_snprintf
}
char buf[5] = {0};
FormatString(10, buf, sizeof(buf) / sizeof(buf[0]));
cout << buf << endl;

正确输出:  10

在C99中snprintf成为了标准的一部分，这样，就能避免程序缓冲区溢出，除非故意把指定缓冲区长度搞错。但是还是不能解决类型安全的为题

 

 

三、std::stringstream

看列子

void FormatString(int i, string &str)
{
    stringstream temp;
    temp << setw(4) << i;

    str = temp.str();
}
string str;
FormatString(10, str);
cout << str << endl;

特点很鲜明：易用性不如sprintf，使用了额外的缓冲区stringstream。但是现在没有了缓冲区溢出和类型安全的担心，而且我们可以做个更通用的版本

template<typename T>
void FormatString(T value, string &str)
{
    stringstream temp;
    temp << setw(4) << value;        // 现在可以接受任意类型的数据

    str = temp.str();
}

 

四、std::strstream

哎，这个要被抛弃了，成为标准的牺牲品！还是给他点信心吧

template<typename T>
void FormatString(T value, char *pBuf, int nBufLen)
{
    strstream temp(pBuf, nBufLen);    // 传递指定缓冲区及其大小
    temp << setw(4) << value << ends;
}

不错的表现啊(相对stringstream讲，无需额外的内存)，但是要被标准抛弃~

 

五、str2::lexical_cast / boost::lexical_cast

cout << boost::lexical_cast(10) << endl;

很简单，实现也是基于stringstream的，而其快进入C++标准了，不需多言。

 

六、boost::format

cout << format("%1% %2%") % 36 % 77  << endl; // 输出 36 77

用法与srpintf类似，不过看上去N不像~不喜欢！

 

 

效率比试：

VS2008 Release模式

DWORD dwLast = 0;
volatile DWORD count = 1000000;

char buf[64] = {0};

{
    CCYPerformance test(dwLast);
    for(DWORD i = 0; i != count; ++i)
    {
        FormatString(0xFFFF, buf);
    }
}
cout << "sprintf:" << dwLast << endl;

dwLast = 0;
{
    CCYPerformance test(dwLast);
    for(DWORD i = 0; i != count; ++i)
    {
        FormatNString(0xFFFF, buf, 64);
    }
}
cout << "snprintf:" << dwLast << endl;

dwLast = 0;
string str;
{
    CCYPerformance test(dwLast);
    for(DWORD i = 0; i != count; ++i)
    {
        FormatString(0xFFFF, str);
    }
}
cout << "stringstream:" << dwLast << endl;

dwLast = 0;
{
    CCYPerformance test(dwLast);
    for(DWORD i = 0; i != count; ++i)
    {
        FormatString(0xFFFF, buf, 64);
    }
}
cout << "strstream:" << dwLast << endl;


dwLast = 0;
{
    CCYPerformance test(dwLast);
    for(DWORD i = 0; i != count; ++i)
    {
        FormatBoostString(0xFFFF, str);
    }
}
cout << "boost::lexical_cast:" << dwLast << endl;

 

很出乎我得意料~Boost这么快啊~佩服佩服！不愧是大师的佳作！

 

总结：

 默认情况下，效率不是关键如果效率是瓶颈如果只想做字符转换boost::lexical_castboost::lexical_cast/snprintf简单的格式化(UNICODE/ASCII)stringstream/strstreamsnprintf较为负载的格式化stringstream/snprintfsnprintf