std::string多个插入字符方式以及效率对比

????????往string字符串里插入单个字符时，有多种实现方式，+=、append()、push_back()，这些方式适用于不同的插入场景。

适用的插入场景

1、各方式支持的类型如下

	Append	+=	push_back
整个字符串	Ok	Ok	No
字符串子串	Ok	No	No
字符数组	Ok	Ok	No
单个字符	Ok	Ok	Ok
迭代器	Ok	No	No
C string	Ok	Ok	No

1.1 完整字符串方式

+=:OK; append:OK

//full-string
void fullStringAppend(string str1, string str2)
{
    string str;
    //append
    str.append(str1);
    //+=
    str += str2;
    return;
}

1.2?字符串子串

append：ok

//part-string
void partStringAppend(string str1)
{
    string str;
    str.append(str1, 0, 3);
    return;
}

1.3 字符数组

append:ok +=:ok

//character-array
void CharArrayAppend(string str1, string str2)
{
    char ch[10] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
    str1.append(ch);
    str2 += ch;
    return;
}

1.4 单个字符

append:ok +=:ok push_back:ok

//signal-character
void signalAppend(string str1, string str2, string str3)
{
    str1.append("c"); //append方式不支持字符，必须转成单字符内容的string
    str2 += 'c'; //+=支持单字符或者单字符内容的string
    str3.push_back('c'); //push_back方式不支持单字符的string，必须为单字符形式
}

1.5 迭代器

append:ok

//iterator-range
void iterRangeAppend(string str1)
{
    string str;
    str.append(str1.begin(), str1.begin() + 2);
    return;
}

1.6 C-string

append:ok +=:ok

//CSting
void CstringAppend(string str1, string str2)
{
    char *chstr = "hello";
    str1.append(chstr);
    str2 += chstr;
    return;
}

2、插入效率测试

?????????对比可以发现，append方式支持比较灵活，具体源码可以查看gcc或者msvc来查阅。这里针对三种方式都支持的单个字符的插入进行性能比较。分别在linux和windows下进行测试，为保证不同环境测试现象一致，且不同插入方式时间效率差距能明显比较， 测试插入字符次数为100W次，次数少差距不太明显。

测试代码如下：

#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
using namespace std;
int main()
{
    string str;
    auto current_time = std::chrono::system_clock::now();
    auto timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for += begin timestamp: " << timestamp <<endl;
    for(int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        str += '1';
    }
    current_time = std::chrono::system_clock::now();
    timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for += end timestamp: " << timestamp <<endl;

    string str1;
    current_time = std::chrono::system_clock::now();
    timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for append begin timestamp: " << timestamp <<endl;
    for(int j = 0; j < 10000000; j++)
    {
        str1.append("1");
    }
    current_time = std::chrono::system_clock::now();
    timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for append end timestamp: " << timestamp <<endl;

    string str2;
    current_time = std::chrono::system_clock::now();
    timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for push_back begin timestamp: " << timestamp <<endl;
    for(int z = 0; z < 10000000; z++)
    {
        str2.push_back('1');
    }
    current_time = std::chrono::system_clock::now();
    timestamp = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(current_time.time_since_epoch()).count();
    cout << "for push_back end timestamp: " << timestamp <<endl;
    return 0;
}

3、测试结果

Windows：

+=耗时：2316

append耗时：2658

push_back耗时：1752

Linux：

+=耗时：63

append()耗时：100

push_back()耗时：57

由此可见，两个平台的耗时现象一致，append > += > push_back

时间复杂度：

+=：O(n)

append：O(n)

push_back：O(1)

如果针对某个字符串进行频繁的单字符插入时，采用push_back方式最优。