# Small String Optimization

Small String Optimization \(или Short String Optimization, SSO\) – это оптимизация, применяемая в шаблоне класса [_std::basic\_string_](https://en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string) и его аналогах\. Позволяет избегать дополнительных аллокаций динамической памяти для строк небольшого размера и размещать их внутри самого объекта\.

Для пояснения принципа работы оптимизации рассмотрим пример простейшей реализации строки, которая оперирует символами типа _char_:

```cpp
class string
{
  size_t capacity;
  char *buf;
  size_t size;
  // ....
};
```

Эта неэффективная реализация строки хранит три поля: указатель на динамически аллоцированный буфер \(_buf_\), реальный размер строки \(_size_\) и реальный размер буфера \(_capacity_\)\. Последнее используется для того, чтобы сократить количество аллокаций динамической памяти при вставках символа в буфер\.

Основная проблема заключается в том, что в такой реализации даже для пустых строк будет необходимо аллоцировать буфер и вставлять в его начало [терминальный ноль](https://pvs-studio.ru/ru/blog/terms/0088/)\. Это нужно для того, чтобы такую строку можно было без проблем передавать в функции, ожидающие нуль\-терминированные строки \(например, [_strlen_](https://en.cppreference.com/w/c/string/byte/strlen)\)\.

Для устранения накладных расходов можно разместить символы прямо внутри объекта строки\. Для этого применим SSO и немного модифицируем класс:

```cpp
class string
{
  size_t capacity;

  union
  {
    struct 
    {
      char *ptr;
      size_t size;
    } heapbuf;

    char stackbuf[sizeof(heapbuf)];
  };
};
```

В новой реализации можно расположить строки небольшой длины внутри объекта в _stackbuf_, не аллоцируя буфер на куче\. Количество хранимых символов внутри объекта зависит от размера [указателя](https://pvs-studio.ru/ru/blog/terms/0030/) и [_size\_t_](https://pvs-studio.ru/ru/blog/terms/0044/)\. Например, на 64\-битной платформе размер _heapbuf_ будет составлять 16 байт, следовательно, внутри объекта можно хранить до 15 символов и терминальный ноль\. На основе нестатического поля _capacity_ определяется, где хранятся символы:

* если _capacity_ превышает размер _stackbuf_, то объект управляет буфером на куче и хранит символы там;
* иначе символы хранятся внутри объекта\.

Многие реализации строк используют SSO, чтобы ускорить работу с короткими строками\. Например, SSO используется в следующих библиотеках: Microsoft STL, libstdc\+\+, libc\+\+, Boost, Folly\.