字串橫向對比：C、Golang、Redis

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###C語言中的字串C語言的字串是通過字元數組實現的，每個字串以'\0'結束。C語言字串的三大操作函數也是常見筆試題。

int strlen(char *s) {char *p = s;while (*p != '\0')p++return p -s;}void strcpy(char *s, char *t) {int i;i = 0;while ((s[i] = t[i]) != '\0')i++;}void strcmp(char *s, char *t) {for ( ; *s == *t; s++, t++)if (*s == '\0')return 0;return *s - *t;}

具體實現的方式為就不說了，主要說說這裡的問題。

• 在計算字串長度的時候，每次都是需要遍曆整個數組，直到'\0'為止，時間複雜度是O(n)，如果字串較長，效能還是會受到影響；
• 在字串複製的時候，有可能會導致越界。如果此時的記憶體結構是：

a

\0

b

\0

要給前面的一個字串a賦值abc，那麼結果就是後面緊跟著的字串b也會被修改；

• 字串相加的時候，也有可能會引起越界的問題。

###Golang的字串在Golang1.5之前，底層代碼是用C語言寫的。Golang1.5實現了自舉，這個我還不懂是怎麼具體實現的，就說1.4的。字串不再像C語言那樣用比較簡易的字元數組實現，而是封裝了字串類型string。

struct String{byte* str;intgo len;}

• 這裡定義了一個結構體，包含str和len欄位。新增的len欄位用於儲存字串長度。這樣計算字串長度的時間複雜度就是O(1)，用空間換取了時間效能。
• 字串資料依然是用數組儲存，但是由於有了len欄位儲存長度，所以不再需要'\0'來表示結束了。
• 字串的賦值就是指標指向對象的變化，不會有賦值操作，這樣就不會導致越界問題了。
• 如果兩個字串相加，操作方案是重新申請記憶體，儲存相加的兩個字串相加的結果，這樣也不會導致越界。
• 但是還不是很完美，字串是常量，不能通過資料下標的方式訪問和修改。每次修改字串，需要將字串轉換成[]byte數組。這樣修改完之後，再轉成字串，這個字串和之前的字串已經不是同一個變數了。
• 字串相加操作也是，任何修改都會導致重新申請記憶體，時間複雜度是O(m+n)。Golang字串修改一般是用copy或者bytes包的bytes.WriteString實現。

###Redis的字串Redis是用C語言開發的，Redis支援字串儲存資料。它肯定不會用字元數組來做字串實現。。。它開發了一個叫做簡單動態字串（simpledynamic string，SDS）的類型來實現字串。定義的結構體如下：

struct sdshdr {    // 記錄buf數組中已使用位元組的數量    // 等於SDS所儲存字串的長度，用空間解決時間問題int len;    // 記錄buf數組中未使用位元組的數量。用於避免緩衝區溢位，如果當前空間不夠，則再分配一個符合大小的空間  int free;   // 位元組數組，用於儲存字串。用這個是為了和C語言字串相容char buf[];};

• 和Golang的實現相比，除了長度欄位len和儲存內容的數組buf。計算字串長度的時間複雜度是O(1)。
• Redis是用C語言開發的，為了和C語言相容，buf是C語言的字串，以'\0'結束。
• 它還增加了free欄位表示空閑空間（別的類似實現可能是用容量欄位，都差不多）。為瞭解決像Golang實現那樣對於寫操作不友好的問題，它會初始化一個較大的記憶體空間，字串的增加會寫入這些提前準備好的空間裡面。一旦用完free的內容，就給buf追加空間。當追加空間的時候，效能會降到和Golang差不多的效能，一般情況還是很好的。

######參考文獻1. How to efficiently concatenate strings in Go? - stackoverflow

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