[C++] string結合の速度を最適化する方法

#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::string str1 = "こんにちは、";
    std::string str2 = "世界！";
    // +演算子を使用した結合
    std::string result1 = str1 + str2;
    
    // appendメソッドを使用した結合
    std::string result2 = str1;
    result2.append(str2);
    
    // +=演算子を使用した結合
    std::string result3 = str1;
    result3 += str2;
    std::cout << "演算子 + の結果: " << result1 << std::endl; // 結合結果を表示
    std::cout << "appendメソッドの結果: " << result2 << std::endl; // 結合結果を表示
    std::cout << "演算子 += の結果: " << result3 << std::endl; // 結合結果を表示
    return 0;
}

演算子 + の結果: こんにちは、世界！
appendメソッドの結果: こんにちは、世界！
演算子 += の結果: こんにちは、世界！

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream> // ostringstreamを使用するために必要
#include <vector>
#include <numeric> // accumulateを使用するために必要
int main() {
    std::vector<std::string> strings = {"こんにちは、", "世界！", "C++プログラミングは", "楽しい！"};
    
    // ostringstreamを使用した結合
    std::ostringstream oss;
    for (const auto& str : strings) {
        oss << str; // 各文字列をストリームに追加
    }
    std::string result1 = oss.str(); // 結合結果を取得
    // reserveメソッドを使用した結合
    std::string result2;
    result2.reserve(100); // 予想されるサイズを予約
    for (const auto& str : strings) {
        result2 += str; // 各文字列を追加
    }
    // std::vectorを使用した結合
    std::string result3 = std::accumulate(strings.begin(), strings.end(), std::string());
    std::cout << "ostringstreamを使用した結果: " << result1 << std::endl; // 結合結果を表示
    std::cout << "reserveメソッドを使用した結果: " << result2 << std::endl; // 結合結果を表示
    std::cout << "std::vectorを使用した結果: " << result3 << std::endl; // 結合結果を表示
    return 0;
}

ostringstreamを使用した結果: こんにちは、世界！C++プログラミングは楽しい！
reserveメソッドを使用した結果: こんにちは、世界！C++プログラミングは楽しい！
std::vectorを使用した結果: こんにちは、世界！C++プログラミングは楽しい！

#include <chrono> // 時間計測のために必要
#include <iostream>
#include <numeric> // std::accumulateを使用するために必要
#include <sstream>
#include <string>
#include <vector>
void measurePerformance(int numStrings) {
    std::vector<std::string> strings(numStrings,
                                     "テスト文字列"); // テスト用の文字列を生成
    // +演算子を使用した結合
    auto start1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::string result1;
    for (const auto& str : strings) {
        result1 = result1 + str; // 結合
    }
    auto end1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::chrono::duration<double> duration1 = end1 - start1;
    // appendメソッドを使用した結合
    auto start2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::string result2;
    for (const auto& str : strings) {
        result2.append(str); // 結合
    }
    auto end2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::chrono::duration<double> duration2 = end2 - start2;
    // +=演算子を使用した結合
    auto start3 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::string result3;
    for (const auto& str : strings) {
        result3 += str; // 結合
    }
    auto end3 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::chrono::duration<double> duration3 = end3 - start3;
    // ostringstreamを使用した結合
    auto start4 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::ostringstream oss;
    for (const auto& str : strings) {
        oss << str; // 結合
    }
    std::string result4 = oss.str(); // 結合結果を取得
    auto end4 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::chrono::duration<double> duration4 = end4 - start4;
    // std::vectorを使用した結合
    auto start5 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::string result5 =
        std::accumulate(strings.begin(), strings.end(), std::string()); // 結合
    auto end5 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::chrono::duration<double> duration5 = end5 - start5;
    // 結果を表示
    std::cout << "結合する文字列数: " << numStrings << std::endl;
    std::cout << "+演算子の時間: " << duration1.count() << "秒" << std::endl;
    std::cout << "appendメソッドの時間: " << duration2.count() << "秒"
              << std::endl;
    std::cout << "+=演算子の時間: " << duration3.count() << "秒" << std::endl;
    std::cout << "ostringstreamの時間: " << duration4.count() << "秒"
              << std::endl;
    std::cout << "std::vectorの時間: " << duration5.count() << "秒"
              << std::endl;
}
int main() {
    measurePerformance(100000); // 100000個の文字列を結合するパフォーマンスを測定
    return 0;
}

結合する文字列数: 100000
+演算子の時間: 5.92577秒
appendメソッドの時間: 0.0010256秒
+=演算子の時間: 0.0011308秒
ostringstreamの時間: 0.0011146秒
std::vectorの時間: 0.0005773秒