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c++ std::basic_string_view、std::span使用笔记

news 来源：原创 2025/6/19 23:07:59

c++ std::basic_string_view、std::span使用笔记

- - `std::basic_string_view` (C++17) 和 `std::span` (C++20) 简介
  - - 1. `std::basic_string_view` (C++17)
    - 2. `std::span` (C++20)
  - 使用指南
  - - `std::basic_string_view` 使用指南
    - `std::span` 使用指南

`std::basic_string_view` (C++17) 和 `std::span` (C++20) 简介

1. `std::basic_string_view` (C++17)

std::basic_string_view 是一个轻量级的非拥有（non-owning）字符串视图类，用于表示一个字符串的只读视图。它不管理内存，只是对现有字符串的引用。

特点:
- 非拥有：不管理内存，只是对现有字符串的引用。
- 只读：不能通过 basic_string_view 修改字符串内容。
- 低成本：构造和操作的开销很低，适合传递字符串参数而不需要拷贝。
使用场景:
- 需要传递字符串参数而不需要拷贝。
- 需要高效的字符串操作，如查找、比较等。

简单使用:

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>

void print_string_view(std::string_view sv) {
    std::cout << "String view: " << sv << std::endl;
}

int main() {
    std::string str = "Hello, World!";
    const char* cstr = "C-string";

    // 基于 std::string 构造
    std::string_view sv1(str);
    print_string_view(sv1);

    // 基于 C 字符串构造
    std::string_view sv2(cstr);
    print_string_view(sv2);

    // 基于迭代器构造
    std::string_view sv3(str.begin(), str.end());
    print_string_view(sv3);

    // 操作接口
    std::cout << "Size: " << sv1.size() << std::endl;
    std::cout << "First character: " << sv1.front() << std::endl;
    std::cout << "Last character: " << sv1.back() << std::endl;
    std::cout << "Substring: " << sv1.substr(0, 5) << std::endl;

    return 0;
}

2. `std::span` (C++20)

std::span 是一个轻量级的非拥有（non-owning）视图类，用于表示一个连续内存区域的视图。它可以是只读或可读写的。

特点:
- 非拥有：不管理内存，只是对现有内存区域的引用。
- 可读写：可以通过 span 修改内存区域的内容。
- 低成本：构造和操作的开销很低，适合传递数组或容器参数而不需要拷贝。
使用场景:
- 需要传递数组或容器参数而不需要拷贝。
- 需要高效的数组操作，如遍历、修改等。

简单使用:

#include <iostream>
#include <span>
#include <array>
#include <vector>

void print_span(std::span<int> s) {
    for (int elem : s) {
        std::cout << elem << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    int carr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::array<int, 5> arr = {6, 7, 8, 9, 10};
    std::vector<int> vec = {11, 12, 13, 14, 15};

    // 基于 C 数组构造
    std::span<int> sp1(carr, 5);
    print_span(sp1);

    // 基于 std::array 构造
    std::span<int> sp2(arr);
    print_span(sp2);

    // 基于 std::vector 构造
    std::span<int> sp3(vec);
    print_span(sp3);

    // 操作接口
    std::cout << "Size: " << sp1.size() << std::endl;
    std::cout << "First element: " << sp1.front() << std::endl;
    std::cout << "Last element: " << sp1.back() << std::endl;
    std::cout << "Element at index 2: " << sp1[2] << std::endl;

    // 修改元素
    sp1[2] = 99;
    print_span(sp1);

    return 0;
}

使用指南

`std::basic_string_view` 使用指南

构造:
- 基于 std::string 构造：std::string_view sv(str);
- 基于 C 字符串构造：std::string_view sv(cstr);
- 基于迭代器构造：std::string_view sv(begin, end);
操作:
- 获取大小：sv.size()
- 获取第一个字符：sv.front()
- 获取最后一个字符：sv.back()
- 获取子字符串：sv.substr(pos, count)
- 查找字符或子字符串：sv.find(ch) 或 sv.find(substr)
注意事项:
- basic_string_view 是只读的，不能修改字符串内容。
- basic_string_view 不管理内存，确保底层字符串在 basic_string_view 使用期间有效。

`std::span` 使用指南

构造:
- 基于 C 数组构造：std::span<int> sp(arr, size);
- 基于 std::array 构造：std::span<int> sp(arr);
- 基于 std::vector 构造：std::span<int> sp(vec);
操作:
- 获取大小：sp.size()
- 获取第一个元素：sp.front()
- 获取最后一个元素：sp.back()
- 获取指定索引的元素：sp[index]
- 修改元素：sp[index] = value;
注意事项:
- span 是非拥有的，确保底层数组或容器在 span 使用期间有效。
- span 可以是只读或可读写的，取决于模板参数类型。