什么是string_view

當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)將（常量）字符串作為參數(shù)的函數(shù)時(shí)，你有四個(gè)選擇，你可能知道兩個(gè)，但不知道另外兩個(gè)：

void TakesCharStar(const char* s); // C convention void TakesString(const string& s); // Old Standard C++ convention void TakesStringView(absl::string_view s); // Abseil C++ convention void TakesStringView(std::string_view s); // C++17 C++ convention

當(dāng)調(diào)用者已經(jīng)有已提供的格式的字符串時(shí)即提供的字符串類(lèi)型完全匹配時(shí)（對(duì)于第1個(gè)函數(shù)，調(diào)用者提供的字符串類(lèi)型為：const char*,如：const char *p = "test";? 對(duì)于第2個(gè)函數(shù)，調(diào)用者提供的字符串類(lèi)型為const string，如： const string p = "test"; ），前兩者各自對(duì)應(yīng)的方法最有效，但是當(dāng)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換（如從const char *到string 或 string到char *）時(shí)發(fā)生什么呢？

調(diào)用者需要將字符串轉(zhuǎn)換為const char *時(shí)，需要用（高效但不方便）c_str()函數(shù)：

void AlreadyHasString(const string& s) {TakesCharStar(s.c_str()); // explicit conversion }

調(diào)用者需要將const char *轉(zhuǎn)換為字符串時(shí)，不需要做任何其他操作（這是好消息）；但是將創(chuàng)建臨時(shí)字符串（方便但效率低），并復(fù)制該字符串的內(nèi)容（這是壞消息）。

string有什么缺點(diǎn)?

本節(jié)內(nèi)容主要摘自博客【現(xiàn)代C++】性能控的工具箱之string_view。

在數(shù)據(jù)傳遞中減少拷貝是提高性能的最常用辦法。在C中指針是完成這一目的的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而在C++中引入了安全性更高的引用類(lèi)型。所以在C++中若傳遞的數(shù)據(jù)僅僅可讀，const string&成了C++天然的方式。但這并非完美，從實(shí)踐上來(lái)看，它至少有以下幾方面問(wèn)題：

• 字符串字面值、字符數(shù)組、字符串指針的傳遞依然要數(shù)據(jù)拷貝

這三類(lèi)低級(jí)數(shù)據(jù)類(lèi)型與string類(lèi)型不同，傳入時(shí)編譯器要做隱式轉(zhuǎn)換，即需要拷貝這些數(shù)據(jù)生成string臨時(shí)對(duì)象。const string&指向的實(shí)際上是這個(gè)臨時(shí)對(duì)象。通常字符串字面值較小，性能損失可以忽略不計(jì)；但字符串指針和字符數(shù)組某些情況下可能會(huì)比較大（比如讀取文件的內(nèi)容），此時(shí)會(huì)引起頻繁的內(nèi)存分配和數(shù)據(jù)拷貝，影響程序性能。

• substr O(n)復(fù)雜度

substr是個(gè)常用的函數(shù)，好在std::string提供了這個(gè)函數(shù)，美中不足的時(shí)每次都要返回一個(gè)新生成的子串，很容易引起性能熱點(diǎn)。實(shí)際上我們本意不是要改變?cè)址?#xff0c;為什么不在原字符串基礎(chǔ)上返回呢？

怎么辦

在C++17中引入了string_view，能很好的解決以上兩個(gè)問(wèn)題。

std::string_view是C++ 17標(biāo)準(zhǔn)中新加入的類(lèi)，正如其名，它提供一個(gè)字符串的視圖，即可以通過(guò)這個(gè)類(lèi)以各種方法“觀測(cè)”字符串，但不允許修改字符串。由于它只讀的特性，它并不真正持有這個(gè)字符串的拷貝，而是與相對(duì)應(yīng)的字符串共享這一空間。即——構(gòu)造時(shí)不發(fā)生字符串的復(fù)制（具體請(qǐng)參考《詳解C++17下的string_view》）。同時(shí)，你也可以自由的移動(dòng)這個(gè)視圖，移動(dòng)視圖并不會(huì)移動(dòng)原定的字符串。

• 通過(guò)調(diào)用 string_view 構(gòu)造器可將字符串轉(zhuǎn)換為 string_view 對(duì)象。string 可隱式轉(zhuǎn)換為 string_view。
• string_view 是只讀的輕量對(duì)象，它對(duì)所指向的字符串沒(méi)有所有權(quán)。
• string_view通常用于函數(shù)參數(shù)類(lèi)型，可用來(lái)取代 const char* 和 const string&。string_view 代替 const string&，可以避免不必要的內(nèi)存分配。
• string_view的成員函數(shù)即對(duì)外接口與 string 相類(lèi)似，但只包含讀取字符串內(nèi)容的部分。
  string_view::substr()的返回值類(lèi)型是string_view，不產(chǎn)生新的字符串，不會(huì)進(jìn)行內(nèi)存分配。string::substr()的返回值類(lèi)型是string，產(chǎn)生新的字符串，會(huì)進(jìn)行內(nèi)存分配。
• string_view字面量的后綴是 sv。（string字面量的后綴是 s）

#include <string_view> #include <iostream>int main() {using namespace std::literals;std::string_view s1 = "abc\0\0def";std::string_view s2 = "abc\0\0def"sv;std::cout << "s1: " << s1.size() << " \"" << s1 << "\"\n";std::cout << "s2: " << s2.size() << " \"" << s2 << "\"\n"; }

輸出：

s1: 3 "abc" s2: 8 "abc^@^@def"

以上例子能很好看清二者的語(yǔ)義區(qū)別，\0對(duì)于字符串而言，有其特殊的意義，即表示字符串的結(jié)束，字符串視圖根本不care，它關(guān)心實(shí)際的字符個(gè)數(shù)。

Google首選通過(guò)stringview接受這樣的字符串參數(shù)。這是C++17的“pre-adopted”類(lèi)型，在C++17的構(gòu)建中，您應(yīng)該使用std::string_view，在任何不依賴(lài)C++17的代碼中，您應(yīng)該使用absl::string_view（Abseil是Google開(kāi)源的C++庫(kù)）。

string_view類(lèi)的實(shí)例可以看作是現(xiàn)有字符串緩沖區(qū)的“視圖”。具體來(lái)說(shuō)，string_view僅由一個(gè)指針和一個(gè)長(zhǎng)度組成，用于標(biāo)記不是string _view擁有且不能被該視圖修改的字符串?dāng)?shù)據(jù)部分。所以，復(fù)制string_view是一項(xiàng)淺層的操作：不復(fù)制任何字符串?dāng)?shù)據(jù)。

string_view有來(lái)自const char * 和 const string&的隱式轉(zhuǎn)換構(gòu)造函數(shù)，并且由于string_view不拷貝，因此進(jìn)行淺拷貝不產(chǎn)生O(n)內(nèi)存損失。在傳遞cosnt string&的情況下，構(gòu)造函數(shù)在O(1)時(shí)間進(jìn)行。在傳遞const char*的情況下，構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)調(diào)用strlen()（或者你可以使用具有兩個(gè)參數(shù)的string_view構(gòu)造函數(shù)）。

void AlreadyHasString(const string& s) {TakesStringView(s); // no explicit conversion; convenient! }void AlreadyHasCharStar(const char* s) {TakesStringView(s); // no copy; efficient! }

因?yàn)閟tring_view不擁有數(shù)據(jù)，所以string_view所指的任何字符串必須具有已知的生命周期，并且必須比string_view本身生命周期更長(zhǎng)。這意味著使用string_view進(jìn)行存儲(chǔ)通常是有問(wèn)題的：你需要一些證據(jù)證明基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的生命周期將超過(guò)string_view。

如果你的API僅需在一次調(diào)用中引用字符串?dāng)?shù)據(jù)，而無(wú)需修改數(shù)據(jù)，則接受string_view就足夠了。如果以后需要引用數(shù)據(jù)或需要修改數(shù)據(jù)，則可以使用string（my_string_view）顯式轉(zhuǎn)換為C ++字符串對(duì)象。

將string_view添加到現(xiàn)有代碼庫(kù)中并非總是正確的答案：更改參數(shù)以通過(guò)string_view傳遞可能效率不高，如果這些參數(shù)隨后傳遞給需要字符串或以NUL終止的const char *的函數(shù)。最好從實(shí)用程序代碼開(kāi)始向上使用string_view，或者在啟動(dòng)新項(xiàng)目時(shí)保持完全一致。

其他事項(xiàng)

• 與其他字符串類(lèi)型不同，你應(yīng)該按值傳遞string_view，就像int或double一樣，因?yàn)閟tring_view是一個(gè)很小的值。
• string_view不一定是NUL終止的。因此，編寫(xiě)以下內(nèi)容并不安全：

printf("%s\n", sv.data()); // DON’T DO THIS

以下這篇文章很好說(shuō)明了上例的不安全：

《C++ string_view 的坑》

但是，下面是好的代碼：

printf("%.*s\n", static_cast<int>(sv.size()), sv.data());

• 你可以輸出string_view，就像輸出字符串或const char*一樣：

std::cout << "Took '" << s << "'";

大多數(shù)情況下，你可以將接受const string&或NUL終止的const char*的現(xiàn)有例程安全的轉(zhuǎn)換為string_view。在執(zhí)行此操作時(shí)遇到的唯一危險(xiǎn)是，如果已獲取函數(shù)的地址，則將導(dǎo)致編譯中斷，因?yàn)樯傻暮瘮?shù)指針類(lèi)型將有所不同。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的string_View理解与用法（一）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。