C++ string_view的用法（附带实例）

string_view 是 C++17 标准引入的一个轻量级的非拥有字符串视图，它的本质是一个（指针，长度）对，标明了一个字符串序列，提供了对其的只读访问，可以无缝地与现有的 C++ 字符串类型协同工作。

使用 string_view 可以显著提高字符串处理的性能，特别是在需要频繁读取或检查字符串内容，但不需要修改字符串时。由于它仅存储了指向原始字符串的指针和字符串的长度，因此其构造和传递的开销极低。

尽管 string_view 提供了对字符串的高效访问，但使用时必须警惕以下风险：

• 生命周期问题：string_view 仅仅是字符串数据的一个视图，并不拥有该数据。如果原始数据在 string_view 的生命周期内被修改或释放，将导致未定义行为。因此，确保 string_view 的使用范围严格限制在原始数据的生命周期内是非常重要的；
• 非空字符终止：不同于传统的 C 风格字符串，string_view 不保证自动添加空字符终止符（'\0'）。如果将 string_view 直接传递给期望接收以空字符终止的C风格字符串的函数，可能会导致读取越界，从而引发未定义行为；
• 非拥有性和不可修改：由于 string_view 是非拥有性质的，因此不能用来修改所指向的字符串内容。任何尝试使用 string_view 来更改字符串的操作都可能导致编译错误或未定义行为。这一点在设计接口时尤为重要，确保不会误用 string_view 来进行数据修改。

std::string_view与const std::string&的比较

std::string_view 和 const std::string& 都是用于读取和操作字符串数据的工具，但它们在特定场景下的适用性和效率有所不同。

以下是对这两种类型的使用场景的详细分析：

1) 相同作用的场景

• 只读访问：当函数仅需要读取和分析字符串内容而不修改它时，std::string_view 和 const std::string& 均可用。例如，检查字符串是否包含某个特定的前缀或后缀；
• 字符串搜索和比较：两者都可以用于执行字符串的搜索和比较操作，如查找子字符串、比较字符串等。

2) 适合使用std::string_view的场景

• 处理多种字符序列：std::string_view 可以轻松接收来自 std::string、字符数组或 C 风格字符串的数据，无须进行复制或内存分配。这一点在处理多种数据源时显得尤为重要；
• 高效传递子串：当需要从一个大字符串中提取多个子字符串进行处理时，std::string_view 可以直接创建指向原始字符串特定部分的视图，无须创建新的字符串副本。这在分析日志文件、解析复杂格式的文本等场景中特别有用；
• 接收临时字符序列：当函数参数可能是临时的字符串时（例如直接传入字符串字面量或来自其他函数的返回值），std::string_view 由于不拥有字符串数据，能够避免不必要的字符串构造和内存分配。

C++ string_view应用实例

void printSubstring(const std::string_view text, const size_t start, const size_t length) {
    std::cout << "Substring: " << text.substr(start, length) << std::endl;
}
int main() {
    std::string str = "Hello, this is a sample string";
    printSubstring(str, 7, 4);  // Outputs: this
}

在这个示例中，printSubstring 函数使用 std::string_view 来高效地处理子字符串，避免了复制整个字符串。

通过这些分析可以看出，std::string_view 提供了更大的灵活性和性能优势，尤其是在需要处理多种数据源或进行大量的子字符串操作时，但要记得它是只读的。

例如，当需要一个函数来修改数组中的元素，将所有正整数转换为其相反数时，就不适合用 std::string_view，而在 C++20 引入的 std::span 是一个理想的选择。