Redis的SDS和C语言自带字符串有什么不同？
首先介绍一下SDS，它是Redis中的动态字符串，是Redis字符串的一种编码方式。其定义为
相较于C语言中的字符串多了两个属性，len和free。
这样做有什么好处呢？
1. 常数时间复杂度获取字符串长度
获取字符串的长度的时间复杂度为O(1)。C 语言中字符串获取自身长度需要进行遍历，因此时间复杂度为O(n)；而SDS获取长度只需要读取len属性，时间复杂度为O(1)。
2. 避免缓冲区溢出
除了获取字符串长度的复杂度高之外， C 字符串不记录自身长度带来的另一个问题是容易造成缓冲区溢出（buffer overflow）。
例如，当我们使用C语言中的stract()函数时，一定要保证为dest分配足够多的内存，可以容纳src字符串中的所有内容，如若没有分配，就会造成缓冲区溢出。
char *strcat(char *dest, const char *src);
假设程序中有两个在内存中紧邻着的字符串s1和s2，其中s1保存了字符串“Redis”，s2保存了字符串“MogoDB”，如图所示：
而此时执行
strcat(s1, " Cluster");
但在执行上述语句前没有给s1分配足够的空间，那么在stract函数执行后，s1的数据将溢出到s2所在的空间，导致s2保存的内容被意外地修改。
而 SDS 在执行拼接操作之前会先检查字符串的长度是否足够，当发现字符串目前的空间不足以拼接时，会先将字符串空间扩展，然后进行修改，从而避免了缓冲区溢出。
3. 减少修改字符串的内存重新分配次数
正如前两个小节所说， 因为 C 字符串并不记录自身的长度， 所以对于一个包含了 N 个字符的 C 字符串来说， 这个 C 字符串的底层实现总是一个 N+1 个字符长的数组（额外的一个字符空间用于保存空字符'\0'）。
因为 C 字符串的长度和底层数组的长度之间存在着这种关联性， 所以每次增长或者缩短一个 C 字符串， 程序都总要对保存这个 C 字符串的数组进行一次内存重分配操作：
- 如果程序执行的是增长字符串的操作， 比如拼接操作（append）， 那么在执行这个操作之前， 程序需要先通过内存重分配来扩展底层数组的空间大小 —— 如果忘了这一步就会产生缓冲区溢出。
- 如果程序执行的是缩短字符串的操作， 比如截断操作（trim）， 那么在执行这个操作之后， 程序需要通过内存重分配来释放字符串不再使用的那部分空间 —— 如果忘了这一步就会产生内存泄漏。
而 SDS 由于存在 len 属性和 free 属性，对于修改 SDS 采用了空间预分配和惰性空间释放两种策略：
- 空间预分配 对 SDS 字符串进行扩展时，扩展的内存比实际需要的多，这样可以避免在执行字符串连续增长操作所需的内存分配次数；
- 惰性空间释放 对字符串进行缩短操作时， 当 SDS 的 API 需要缩短 SDS 保存的字符串时， 程序并不立即使用内存重分配来回收缩短后多出来的字节， 而是使用
free属性将这些字节的数量记录起来， 并等待将来使用。
4. 二进制安全
C 字符串中的字符必须符合某种编码（比如 ASCII）， 并且除了字符串的末尾之外， 字符串里面不能包含空字符， 否则最先被程序读入的空字符将被误认为是字符串结尾 —— 这些限制使得 C 字符串只能保存文本数据， 而不能保存像图片、音频、视频、压缩文件这样的二进制数据。而所有的 SDS 的 API 都是以处理二进制的方式来处理 buf 里面的元素，并且 SDS 不用空字符判断字符串结束，而用 len 属性判断。
5. 兼容部分 C 字符串函数
虽然 SDS 的 API 都是二进制安全的， 但它们一样遵循 C 字符串以空字符结尾的惯例： 这些 API 总会将 SDS 保存的数据的末尾设置为空字符， 并且总会在为 buf 数组分配空间时多分配一个字节来容纳这个空字符， 这是为了让那些保存文本数据的 SDS 可以重用一部分 <string.h>库定义的函数。
