字符串copy效率大比拼

  程序中總難免會將字符串copy來copy去，常見的方法如：strncpy、snprintf、strlen+memmove等。（strcpy、sprintf之流就不討論了，由於容易引入目標緩衝區溢出、不能有效保證尾部/0等問題，在實際工程項目中很少使用---如果不怕被bs可以嘗試下。其他非主流方如bcopy、memccpy也不羅嗦了，華而不實，本質與上述三種方法並無區別。）

     之前看過別人的總結，模糊記得在目標緩衝區較大、實際待拷貝字符串較短時，strncpy性能比較爛，後兩種性能較好，但strlen+memmove code起來略顯麻煩，所以一般推薦採用snprintf的方式進行拷貝。    

     偶有閒暇，本着事必躬親的精神，實際測了下，性能對比如下(程序附後）：    

     case 1（待copy字符串與目標緩衝區長度相近）：

               循環次數：10000    目標緩衝區長度：10240     源字符串長度：10240

               耗時： strncpy：  79ms， snprintf: 24ms，   strlen+memmove：23ms

               【差距明顯，但沒有數量級上的差別。】

     case 2（待copy字符串與目標緩衝區相差較大）：

               循環次數：10000    目標緩衝區長度：10240     源字符串長度：5120

               耗時： strncpy：  48ms， snprintf: 4ms，   strlen+memmove：2ms

             【已經產生質的差別了，耗時不在一個數量級上】

     case 3（看下另一個極端，源串極小的case）

               循環次數：1000000    目標緩衝區長度：10240     源字符串長度：16

               耗時： strncpy：  4465ms， snprintf: 127ms，   strlen+memmove：32ms

              【三者已經明顯拉開距離了，一目瞭然】

     從case2、case3來看，strncpy對源串長度變化不敏感，這也符合預期---源串不夠長時，strncpy會在目標緩衝區後補充0.

     snprintf code起來比較簡單，效率有保證，在大多數情況下，跟strlen+memmove在一個量級上。

     strlen+memmove雖然三個case都效率最好，但要多行code，而且使用strlen函數也有安全顧慮，好像很少看到這樣拷貝字符串的。

     從三個case來看，無論在性能、編碼複雜度上snprintf都完勝strncpy。

     因此在實際code中，strncpy往往是比較忌諱的，容易引起性能瓶頸，而且實在找不出不以snprintf替換它的理由。

 

     順帶跑下題，程序中涉及字符串的操作部分，往往是敏感地帶，因爲稍不留神就會出現緩衝區溢出， 或處理完後目標串不能保證以/0結尾（如果真的引入這種問題，那等着在後面程序core dump、crash吧），名字帶‘n‘的函數一般可以防止目標緩衝區寫溢出，那是否也可以保證緩衝區以/0結尾呢？彙總如下（其實隨便一個講c lib庫函數地方都有說明）：

     strncpy： 如果src的前n個字節不含NULL字符，則結果不會以NULL字符結束。
                     如果src的長度小於n個字節，則以NULL填充dest直到複製完n個字節。

                     所以strncpy完了，儘量自己補/0

     snprintf： 始終保證以/0結尾，即最多copy n-1個有效字符。

                     可放心用

      fgets    :  最多讀入n-1個字符，始終保證以/0結尾，

                     可放心用。

 

貼下性能測試code（寫的比較爛的說）：

#include "unistd.h"
#include "sys/time.h"

#define LOOP  10000
#define BUF_LEN 10240
#define SOURCE_LEN 16
char dst[BUF_LEN];
char src[SOURCE_LEN];

class RecTime
{
    public:
        RecTime()
        {
            gettimeofday(&ts, NULL);
        }
        ~RecTime()
        {
            gettimeofday(&te, NULL);
            fprintf(stdout, "time used: %dms/n",
                    (te.tv_sec-ts.tv_sec)*1000 + (te.tv_usec-ts.tv_usec)/1000);
        }
    private:
        struct timeval ts,te;
};

void test_strncpy()
{
    RecTime _time_record;
    for(int i=0; i<LOOP; i++)
    {
        if(dst != strncpy(dst, src, BUF_LEN))
        {
            fprintf(stderr, "fatal error, strncpy failed.");
            exit(1);
        }
    }
    return ;
}

void test_snprintf()
{
    RecTime _time_record;
    for(int i=0; i<LOOP; i++)
    {
        if(SOURCE_LEN-1 != snprintf(dst, BUF_LEN, "%s", src))
        {
            fprintf(stderr, "fatal error, snprintf failed.");
            exit(1);
        }
    }
    return ;
}

void test_memmove()
{
    RecTime _time_record;
    for(int i=0; i<LOOP; i++)
    {
        int len = strlen(src);
        if(dst != memmove(dst, src, len))
        {
            fprintf(stderr, "fatal error, snprintf failed.");
            exit(1);
        }
    }
    return ;
}



int main(int argc, char* argv[])
{
    /**< fill src str               */
    memset(src, '1', SOURCE_LEN-1);
    src[SOURCE_LEN-1]=0;
    /**< run test               */
    test_strncpy();
    test_snprintf();
    test_memmove();
    return 0;
}