libc ++中短string优化的机制是什么？
这个答案给出了一个很好的关于短string优化（SSO）的高级概述。 不过，我想更详细地了解它在实际中的工作原理，特别是在libc ++实现中：
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为了符合SSO条件，string必须有多短？ 这是否取决于目标架构？
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在访问string数据时，实现如何区分短string和长string？ 它是像
m_size <= 16一样简单，还是一个标志是其他成员variables的一部分？ （我想，m_size或者它的一部分也可能被用来存储string数据）。
我特意为libc ++提出了这个问题，因为我知道它使用SSO，甚至在libc ++主页上也提到了这一点。
以下是观察源代码后的一些观察结果：
对于string类，可以使用两种稍微不同的内存布局来编译libc ++，这是由_LIBCPP_ALTERNATE_STRING_LAYOUT标志控制的。 这两种布局还区分小端和大端机器，总共有4种不同的变体。 我将采取“正常”的布局和小尾数。
进一步假设size_type是4字节，而value_type是1字节，这就是string的前4个字节在内存中的样子：
// short string: (s)ize and 3 bytes of char (d)ata sssssss0;dddddddd;dddddddd;dddddddd ^- is_long = 0 // long string: (c)apacity ccccccc1;cccccccc;cccccccc;cccccccc ^- is_long = 1
由于短string的大小在高7位，因此在访问时需要移位：
size_type __get_short_size() const { return __r_.first().__s.__size_ >> 1; }
同样，长string容量的getter和setter使用__long_mask来解决is_long位。
我仍然在寻找我的第一个问题的答案，即什么值__min_cap ，短string的容量，采取不同的架构？
其他标准库实现
这个答案给出了其他标准库实现中std::string内存布局的一个很好的概述。
libc ++ basic_string被devise为在所有体系结构上具有3个字的sizeof ，其中sizeof(word) == sizeof(void*) 。 您已经正确parsing了长/短标志，以及短格式的大小字段。
__min_cap有什么价值，短string的容量，采取不同的架构？
简而言之，有三个词来处理：
- 1位进入长/短标志。
- 7位的大小。
- 假设
char，1个字节到尾部空（libc ++将始终存储数据后面的尾部空值）。
这留下3个字减2个字节来存储一个短string（即最大capacity()没有分配）。
在一个32位的机器上，10个字符将适合短string。 sizeof（string）是12。
在一个64位的机器上，22个字符适合短string。 sizeof（string）是24。
一个主要的devise目标是最大限度地减lesssizeof(string) ，同时使内部缓冲区尽可能大。 理由是加快build设和搬迁。 大小越大，在移动build筑或移动任务中，您必须移动的词越多。
长表格至less需要3个字来存储数据指针，大小和容量。 所以我把这个简短的表格限制在这三个字里。 有人build议，4字sizeof可能会有更好的performance。 我还没有testing过这个deviseselect。
_LIBCPP_ABI_ALTERNATE_STRING_LAYOUT
有一个名为_LIBCPP_ABI_ALTERNATE_STRING_LAYOUT的configuration标志，它重新排列数据成员，使“长布局”从以下变化：
struct __long { size_type __cap_; size_type __size_; pointer __data_; };
至：
struct __long { pointer __data_; size_type __size_; size_type __cap_; };
这种变化的动机是相信先放置__data_会有一些性能优势，因为更好的alignment。 试图衡量绩效优势，难以衡量。 这不会使performance更差，而且可能会稍微好一些。
该标志应该小心使用。 这是一个不同的ABI，如果不小心混入了使用不同的_LIBCPP_ABI_ALTERNATE_STRING_LAYOUT设置编译的libc ++ std::string ，则会产生运行时错误。
我build议这个标志只能由libc ++的供应商改变。
libc ++的实现有点复杂，我会忽略它的替代devise，并假设一个小端的计算机：
template <...> class basic_string { /* many many things */ struct __long { size_type __cap_; size_type __size_; pointer __data_; }; enum {__short_mask = 0x01}; enum {__long_mask = 0x1ul}; enum {__min_cap = (sizeof(__long) - 1)/sizeof(value_type) > 2 ? (sizeof(__long) - 1)/sizeof(value_type) : 2}; struct __short { union { unsigned char __size_; value_type __lx; }; value_type __data_[__min_cap]; }; union __ulx{__long __lx; __short __lxx;}; enum {__n_words = sizeof(__ulx) / sizeof(size_type)}; struct __raw { size_type __words[__n_words]; }; struct __rep { union { __long __l; __short __s; __raw __r; }; }; __compressed_pair<__rep, allocator_type> __r_; }; // basic_string
注意： __compressed_pair本质上是一个针对空基优化的对 ，也就是template <T1, T2> struct __compressed_pair: T1, T2 {}; ; 对于所有的意图和目的，你可以认为它是一个常规的对。 它的重要性刚刚出现，因为std::allocator是无状态的，因此是空的。
好吧，这是相当原始的，所以让我们检查机制！ 在内部，许多函数会调用__get_pointer()函数，它自己调用__is_long来确定string是否使用__long或__short表示forms：
bool __is_long() const _NOEXCEPT { return bool(__r_.first().__s.__size_ & __short_mask); } // __r_.first() -> __rep const& // .__s -> __short const& // .__size_ -> unsigned char
说实话，我不太清楚这是标准C ++（我知道union的初始子序列规定，但不知道它是如何与匿名联合和别名一起抛出），但标准库允许利用实现无论如何定义的行为。
