5.8 std::string_view 介绍
请考虑以下程序：
#include <iostream>
int main()
{
int x { 5 }; // x makes a copy of its initializer
std::cout << x << '\n';
return 0;
}
当执行变量x的定义时，初始化值5会被复制到为整型变量x分配的内存中。对于基本类型而言，变量的初始化和复制过程非常迅速。
现在考虑这个类似的程序：
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
std::string s{ "Hello, world!" }; // s makes a copy of its initializer
std::cout << s << '\n';
return 0;
}
初始化字符串变量 s 时，C 风格字符串常量 “Hello, world!” 被复制到为 std::string s 分配的内存中。与基本类型不同，初始化并复制 std::string 效率较低。
在上面的程序中，我们对 s 的所有操作只是将值打印到控制台，然后 s 就被销毁了。我们本质上是复制了 “Hello, world!” 只为打印并销毁该副本。这很低效。
在这个示例中我们看到类似的情况：
#include <iostream>
#include <string>
void printString(std::string str) // str makes a copy of its initializer
{
std::cout << str << '\n';
}
int main()
{
std::string s{ "Hello, world!" }; // s makes a copy of its initializer
printString(s);
return 0;
}
这个示例对C风格字符串“Hello, world!”进行了两次复制：一次是在main()中初始化s时，另一次是在printString()中初始化参数str时。仅仅为了打印一个字符串就进行了大量不必要的复制！
std::string_view(C++17)
为解决std::string初始化（或复制）成本高昂的问题，C++17引入了std::string_view（位于<string_view>头文件中）。std::string_view 提供对现有字符串（C 风格字符串、std::string 或另一个 std::string_view）的只读访问，且不进行复制。只读Read-only意味着我们可以访问和使用被查看的值，但无法修改它。
以下示例与前例完全相同，只是将 std::string 替换为 std::string_view。
#include <iostream>
#include <string_view> // C++17
// str provides read-only access to whatever argument is passed in
void printSV(std::string_view str) // now a std::string_view
{
std::cout << str << '\n';
}
int main()
{
std::string_view s{ "Hello, world!" }; // now a std::string_view
printSV(s);
return 0;
}
该程序与前一个程序输出相同，但不会复制字符串“Hello, world!”。
当我们用C风格字符串字面量“Hello, world!”初始化std::string_view s时，s提供对“Hello, world!”的只读访问，而不会复制该字符串。当我们将 s 传递给 printSV() 时，形参 str 由 s 初始化。这使我们能够通过 str 访问“Hello, world!”，同样无需复制字符串。
最佳实践
需要只读字符串时（尤其是函数形参），应优先选择 std::string_view 而非 std::string。
std::string_view 可以使用多种不同类型的字符串进行初始化
std::string_view 的一个亮点在于其灵活性。一个 std::string_view 对象可以使用 C 风格字符串、std::string 或另一个 std::string_view 进行初始化：
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
int main()
{
std::string_view s1 { "Hello, world!" }; // initialize with C-style string literal
std::cout << s1 << '\n';
std::string s{ "Hello, world!" };
std::string_view s2 { s }; // initialize with std::string
std::cout << s2 << '\n';
std::string_view s3 { s2 }; // initialize with std::string_view
std::cout << s3 << '\n';
return 0;
}
std::string_view 形参可接受多种不同类型的字符串实参
C 风格字符串和 std::string 都会隐式转换为 std::string_view。因此，std::string_view 形参可接受 C 风格字符串、std::string 或 std::string_view 类型的实参：
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
void printSV(std::string_view str)
{
std::cout << str << '\n';
}
int main()
{
printSV("Hello, world!"); // call with C-style string literal
std::string s2{ "Hello, world!" };
printSV(s2); // call with std::string
std::string_view s3 { s2 };
printSV(s3); // call with std::string_view
return 0;
}
std::string_view 不会隐式转换为 std::string
由于 std::string 会复制其初始化表达式（此操作成本较高），C++ 不允许将 std::string_view 隐式转换为 std::string。此设计旨在防止误将 std::string_view 实参传递给 std::string 形参，从而避免在无需复制的情况下产生高成本的复制操作。
若需实现此转换，可采用两种方案：
- 显式使用 std::string_view 初始化器创建 std::string（此操作允许，因极少发生意外情况）
- 使用 static_cast 将现有 std::string_view 转换为 std::string
以下示例展示两种方案：
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
void printString(std::string str)
{
std::cout << str << '\n';
}
int main()
{
std::string_view sv{ "Hello, world!" };
// printString(sv); // compile error: won't implicitly convert std::string_view to a std::string
std::string s{ sv }; // okay: we can create std::string using std::string_view initializer
printString(s); // and call the function with the std::string
printString(static_cast<std::string>(sv)); // okay: we can explicitly cast a std::string_view to a std::string
return 0;
}
赋值操作会改变 std::string_view 所指向的内容
将新字符串赋值给 std::string_view 时，该视图将指向新字符串。此操作不会以任何方式修改原先指向的字符串。
以下示例说明了这一点：
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
int main()
{
std::string name { "Alex" };
std::string_view sv { name }; // sv is now viewing name
std::cout << sv << '\n'; // prints Alex
sv = "John"; // sv is now viewing "John" (does not change name)
std::cout << sv << '\n'; // prints John
std::cout << name << '\n'; // prints Alex
return 0;
}
在上例中，sv = “John” 使 sv 现在显示字符串 ‘John’。它不会改变 name 持有的值（该值仍为 “Alex”）。
std::string_view 的字面量
双引号字符串字面量默认为 C 风格字符串字面量。我们可以在双引号字符串字面量后添加 sv 后缀来创建类型为 std::string_view 的字符串字面量。sv 必须为小写。
#include <iostream>
#include <string> // for std::string
#include <string_view> // for std::string_view
int main()
{
using namespace std::string_literals; // access the s suffix
using namespace std::string_view_literals; // access the sv suffix
std::cout << "foo\n"; // no suffix is a C-style string literal
std::cout << "goo\n"s; // s suffix is a std::string literal
std::cout << "moo\n"sv; // sv suffix is a std::string_view literal
return 0;
}
相关内容
我们在第5.7节——std::string介绍中讨论了这种命名空间的使用方式。此处同样适用相同建议。
使用C风格字符串常量初始化std::string_view对象是可行的（无需使用std::string_view常量进行初始化）。
不过，使用std::string_view常量初始化std::string_view也不会引发问题（因为这类常量本质上是伪装的C风格字符串常量）。
constexpr std::string_view
与 std::string 不同，std::string_view 完全支持 constexpr：
#include <iostream>
#include <string_view>
int main()
{
constexpr std::string_view s{ "Hello, world!" }; // s is a string symbolic constant
std::cout << s << '\n'; // s will be replaced with "Hello, world!" at compile-time
return 0;
}
这使得当需要字符串符号常量时，constexpr std::string_view 成为首选方案。
我们将在下一课继续探讨 std::string_view。
浙公网安备 33010602011771号