编译器是否优化了字符串形成？

Question

我试图回答有关 == 运算符的另一个问题，我创建了以下代码：

NSString *aString = @"Hello";
NSString *bString = aString;
NSString *cString = @"Hello";

if (aString == bString)
    NSLog(@"CHECK 1");

if (bString == cString)
    NSLog(@"CHECK 2");

if ([aString isEqual:bString])
    NSLog(@"CHECK 3");

if ([aString isEqual:cString])
    NSLog(@"CHECK 4");

NSLog(@"%i", aString);
NSLog(@"%i", bString);
NSLog(@"%i", cString);

但对结果感到惊讶：

Equal[6599:10b] CHECK 1
Equal[6599:10b] CHECK 2
Equal[6599:10b] CHECK 3
Equal[6599:10b] CHECK 4
Equal[6599:10b] 8240
Equal[6599:10b] 8240
Equal[6599:10b] 8240

这里是否存在一些编译器欺骗？

Answer 1

至少在单个编译单元内，明显存在字符串唯一性。我建议您简单浏览一下

man gcc

，在此期间您可以了解“字符串”的所有用法。您会发现一些与文字

NSString

及其免费桥接对应项

CFString

s：

直接相关的选项

• -fconstant-string-class

  =class-name 设置用于实例化

  @"..."

  文字的类的名称。除非您使用 GNU 运行时，否则它默认为

  NSConstantString

  。 （如果你不知道自己是不是，那么你就不是。）

• -fconstant-cfstrings

  允许在您编写

  CFString

  时使用内置函数来创建

  CFSTR(...)

  。

您可以使用

-fwritable-strings

禁用 C 字符串文字的唯一性，尽管此选项已弃用。我无法想出一个选项组合来阻止 Objective-C 文件中

NSString

文字的唯一性。 （有人想与 Pascal 字符串文字交谈吗？）

您会看到

-fconstant-cfstrings

在

CFString.h

用于创建

CFSTR()

文字的

CFString

宏的定义中发挥作用：

    #ifdef __CONSTANT_CFSTRINGS__
    #define CFSTR(cStr)  ((CFStringRef) __builtin___CFStringMakeConstantString ("" cStr ""))
    #else
    #define CFSTR(cStr)  __CFStringMakeConstantString("" cStr "")
    #endif

如果您查看

__CFStringMakeConstantString()

 中非内置 

CFString.c 的实现，您会发现该函数确实使用非常大的

CFMutableDictionary

来执行唯一性：

    if ((result = (CFStringRef)CFDictionaryGetValue(constantStringTable, cStr))) {
        __CFSpinUnlock(&_CFSTRLock);
    }
    // . . .
    return result;

另请参阅对问题的回答，“字符串常量和字符串文字有什么区别？”

Answer 2

NSString 被定义为不可变类型，因此每当编译器可以通过组合相同的字符串来优化事物时，它就应该这样做。正如您的代码所示，gcc 显然确实针对简单情况执行了这种优化。

Answer 3

对于 cString 和 aString，C、C++ 和 Objective C 编译器可以重用编译时字符串对象（如果它在多个位置声明）。

Answer 4

也许简单的写时复制优化？由于所有 3 个字符串都指向相同的“字符集”，因此在修改其中一个字符串之前，创建单独的副本是没有意义的。

字符可能存储在内存的静态部分（带有代码），并且 NSStrings* 指向该内存部分。一旦您尝试修改其中一个字符串，它就会在其他地方（堆）创建新字符串，然后引用该内存。