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¿Es más eficiente usar string.clear() o en cambio sería más optimizado si uso string = '' para vaciar el contenido de un String?

¿Debería siempre usar la función de la librería (string.clear()) o la más "simple" (string = '') como mejor práctica?

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  • 2
    ¿mejor para quién?
    – jachguate
    Commented el 7 nov. 2016 a las 22:58
  • para el compilador. agregare esa ultima linea para ser mas claro
    – bassily
    Commented el 7 nov. 2016 a las 23:01
  • El compilador no tiene sentimientos. Ninguno de los dos es mejor o peor para el compilador.
    – jachguate
    Commented el 7 nov. 2016 a las 23:02
  • ¿entonces no hay dieferencia entre ambos?¿ni para string con mas de 100 caracteres?
    – bassily
    Commented el 7 nov. 2016 a las 23:05
  • Si que hay diferencias, pero tu pregunta no es qué diferencias hay, sino cuál es mejor, y mejor, sin decir en qué sentido, se convierte en algo subjetivo. Lo que a mi me parece mejor, puede no serlo para alguien más, y tampoco puede resultar lo mejor para un proyecto particular dependiendo de sus requerimientos/necesidades/objetivos.
    – jachguate
    Commented el 7 nov. 2016 a las 23:07

2 respuestas 2

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Usando string::operator=(), ocurre lo siguiente:

  1. Se genera una cadena vacía en la sección de datos, para poder obtener su dirección.
  2. Se genera código para pasar su dirección a string::operator=()
  3. string::operator=() leerá la dirección que se le pasa, para obtener el tamaño de la cadena que se le pasó como argumento.
  4. El operador hace su trabajo.
  5. El operador devolverá un resultado.

Recordemos que la clase std::string es dueña de las cadenas que maneja: cuando se le asigna un valor, copia la cadena a un bufer interno, para hacerla independiente de la cadena original. Esto conlleva cierta gestión de memória, y la necesidad de conocer el tamaño de las cadenas que se les asignan.

Usando string.clear(), ocurre lo siguiente:

  1. Se llama a la función string.clear(), sin argumentos, y esta hace su trabajo.
  2. No se devuelve nada.

Por supuesto, aquí entran en juego las optimizaciones de cada compilador, pero, en general, es mejor llamar a funciones específicas que utilizar mecanismos genéricos.

EDITO

Una implementación típica, incompleta y sin plantillas, solo como ejemplo didáctico, sin ser exhaustiva:

class string {
private:
 char *buffer;
 size_t alloc; // Tamaño del buffer.
 size_t length; // Longitud real de la cadena.

public:
 string &operator=( const char *other ) {
  size_t other_size = strlen( other ); // Tamaño de la cadena a asignar.
  if( other_size <= ( alloc - 1 ) ) { // Utilizamos un byte para el 0 al final.
   // La nueva cadena cabe dentro del buffer.
   if( other_size != 0 ) // la nueva cadena no está vacía.
    memcpy( alloc, other, other_size + 1); // La copiamos, incluido el 0 final.
   length = other_size; // Nueva longitud de la cadena.
   return *this;
  }
  /*
   ... Resto de la implementación ...
  */
 }
 inline void clear( ) {
  length = 0;
  *buffer = 0; // un 0 al final, por si acaso.
 }

 /*
  ... Resto de métodos ...
 */
};

Se cumple a rajatabla el standard:

  • El tiempo de ejecución de operator=() es lineal (depende de la longitud de la cadena other).
  • El tiempo de ejecución de clear() es siempre el mismo. En el standard, se especifican comportamientos de máxima duración, es decir, clear() cumple con el standard, puesto que lo mejora.

Si observamos el código de ejemplo:

string &operator=( const char *other ) {
 size_t other_size = strlen( other );
 . . .

Lo primero que hacemos es obtener el tamaño de la nueva cadena. Ese es el punto critico, ineludible. Tenemos que saber el tamaño si o si. Esa llamada a strlen( other ) es la culpable de que clear() sea mucho más rápida.

Aún obviando el tiempo de colocar y sacar elementos de la pila, la función clear() es mucho mas rápida que + operator=(). Es más, aún teniendo en cuenta prácticamente cualquier optimización posible (colocar cadenas pequeñas in-place dentro del puntero para ahorrarnos gestión de memória, ...), la función clear() casi siempre será más rápida, porque se ahorra comprobar tamaños. Puede haber casos en los que asignar una cadena vacía sea igual de rápido que clear(), pero serán contados y altamente dependientes del compilador y la implementación.

Especulando un poco, y entrando en masturbaciones mentales, el único caso que se me ocurre en el que ambas sean equiparables en velocidad, es que el compilador tenga optimizaciones concretas para el caso de cadenas vacías, y la implementación de string las conozca y sea capaz de utilizarlas (un tipo propio, similar a nullptr, para indicar un puntero a una cadena vacía). Y no será aplicable en todos los casos.

Resumiendo, y como dije antes, es mejor llamar a funciones específicas que utilizar mecanismos genéricos.

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  • Se agradece la corrección, pero no estoy de acuerdo con añadir un punto a la lista de acciones al llamar a string.clear( ). La llamada a una función se puede resumir en 3 pasos: colocar argumentos en la pila, realizar la llamada, y sacar el resultado de la pila, tal y como hace string::operator=(). string.clear(), sin argumentos y sin retorno, obvia los puntos 1 y 3 anteriores. Es por ello por lo que coloqué un solo elemento en su descripción.
    – Trauma
    Commented el 8 nov. 2016 a las 8:11
  • Lo añadí únicamente por coherencia ya que en el caso de la asignación separaste el trabajo dentro de la función y la devolución de la misma. En cualquier caso la corrección es meramente estética. El marcado en gris está pensado para destacar código ya que suele incluir resaltado de sintaxis y añadir texto plano puede provocar que la respuesta sea menos legible. En cualquier caso nada te impide volver a editar la pregunta para dejarla a tu gusto... al fin y al cabo eres el autor de la misma :)
    – eferion
    Commented el 8 nov. 2016 a las 8:39
  • No veo que la función clear de tu ejemplo de implementación de string borre los datos solicitados ¿has hecho algún benchmark incluyendo delete [] buffer en el clear? Commented el 11 nov. 2016 a las 12:35
  • ¿ Y para que quiere borrarlos, si pone un \0 en el primer caracter y marca la longitud como 0 ? con eso es suficiente. El buffer se guarda para futuros usos hasta que la instancia sea destruida. Es la implementación mas básica de todas. Las mas modernas usan el propio puntero para guardar la cadena, si cabe, y se ahorran la gestion del buffer si, por ejemplo, solo la usas para guardar una "".
    – Trauma
    Commented el 11 nov. 2016 a las 12:38
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Según la documentación disponible en cppreference sobre el operator = y la función clear tenemos lo siguiente:

std::basic_string::operator =

  1. basic_string& operator=( const basic_string& str ): Complejidad lineal dependiente del tamaño de str.
  2. basic_string& operator=( basic_string&& ): Complejidad lineal dependiente del tamaño de la cadena (this) ya que cada uno de los caracteres reservados deben ser borrados.
  3. basic_string& operator=( const CharT* s ): Complejidad lineal dependiente de la longitud de la cadena apuntada por s.
  4. basic_string& operator=( CharT ): Complejidad constante.
  5. basic_string& operator=( std::initializer_list<CharT> sv): Complejidad lineal dependiente del tamaño de sv.

Complejidad lineal significa que el coste de computación crece linealmente según el parámetro, es decir: cuanto más ocupe el parámetro más coste de computación tendrá. En otras palabras, si asignar cada caracter del parámetro costase 0,0001 segundos se tardaría 1 segundo en asignar una cadena de 10.000 caracteres.

Complejidad constante significa que el coste de computación es el mismo independientemente de los parametros sobre los que se opere.

std::basic_string::clear

La complejidad de esta función es lineal dependiente el tamaño de la cadena a borrar. Es decir: si borrar cada caracter del string costase 0,0001 segundos se tardaría 1 segundo en borrar una cadena de 10.000 caracteres.

string.clear() contra string = ' '

Para empezar ambas funciones hacen cosas diferentes. clear borra el contenido de la cadena (pasa a estar vacia y tener una longitud de 0 caracteres) mientras que string = ' ' asigna el caracter espacio a la cadena (pasa a contener el caracter espacio y longitud de 1 caracter).

Una vez aclarado esto, vemos que estás usando la sobrecarga 4 del operador = de std::string, el único cuya complejidad es constante. Dependerá de cuán costosa sea esa complejidad constante para saber si es más o menos costosa que borrar la cadena pero sin duda, existirá un tamaño de cadena cuyo borrado será más costoso que usar string = ' '.

¿Qué dice el estándar?

A mi personalmente no me cuadra que asignar un caracter sea de complejidad lineal; así que he consultado sus requerimientos en el estándar de C++ (la traducción es mía):

21.4.2 basic_string constructores y operadores de asignación

basic_string& operator=(charT c);

devuelve: *this = basic_string(1,c).

Parece que para asignar un caracter, se construye un string temporal el cuál después se asigna al string, así que se usará el asignador de movimiento (sobrecarga 2) cuya complejidad es lineal dependiendo del tamaño del actual string pues hay que borrar los contenidos antiguos.

Concusión.

string.clear() y string = ' ' hacen cosas diferentes pero tienen un coste de computación muy parecido pues ambas funciones deben borrar el contenido anterior, escoger uno u otro dependerá de si quieres acabar con una cadena vacía o con una cadena con un espacio.

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