好的，各位观众，各位朋友，欢迎来到今天的C++技术脱口秀！今天咱们要聊的是一个C++17里加入的宝贝疙瘩，一个能让你的代码跑得更快、更省内存，而且还不用费劲心思去改代码的家伙——std::string_view！
开场白：字符串，C++的甜蜜负担
在C++的世界里，字符串一直是个让人又爱又恨的角色。我们离不开它，但它也经常给我们带来各种各样的问题：拷贝开销大，内存管理复杂，各种字符串类型之间的转换让人头疼等等。
想想看，你是不是经常遇到这样的场景：
- 你需要把一个字符串传给一个函数，函数只需要读取字符串的内容，不需要修改。
- 你需要在字符串里找一段子串，然后把这个子串传给另一个函数。
- 你需要处理一个巨大的文本文件，每一行都是一个字符串。
在这些场景里，如果你总是用传统的std::string来处理，那么你很可能在不知不觉中浪费了大量的内存和CPU时间。因为std::string总是会拷贝字符串的内容！拷贝！拷贝！重要的事情说三遍！
std::string_view：英雄登场！
现在，std::string_view来了！它就像一个拿着放大镜的侦探，可以让你“看到”字符串的内容，而不需要拷贝任何东西！你可以把它想象成一个字符串的“视图”，或者一个“引用”。它只是指向了字符串的某个部分，而不是拥有字符串的所有权。
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
void print_string(const std::string& str) {
std::cout << "print_string: " << str << std::endl;
}
void print_string_view(std::string_view sv) {
std::cout << "print_string_view: " << sv << std::endl;
}
int main() {
std::string my_string = "Hello, world!";
// 使用 std::string 传递
print_string(my_string);
// 使用 std::string_view 传递
print_string_view(my_string);
return 0;
}在这个例子里，print_string函数接收一个std::string的引用，这意味着每次调用它，都会发生一次字符串的拷贝。而print_string_view函数接收一个std::string_view，它只是“看到”了my_string的内容，没有进行任何拷贝。
std::string_view的秘密武器：指针和长度
std::string_view之所以能做到零拷贝，是因为它内部只存储了两个东西：
- 一个指向字符串首字符的指针。
- 字符串的长度。
就这么简单！它就像一个聪明的导游，知道从哪里开始看，以及要看多长，但它自己并没有真正拥有那个景点。
std::string_view的用法：像std::string一样，但更轻量级
std::string_view提供了很多和std::string类似的方法，比如：
size(): 返回字符串的长度。length(): 和size()一样，返回字符串的长度。empty(): 判断字符串是否为空。data(): 返回指向字符串首字符的指针。operator[]: 访问字符串中的字符。substr(): 返回一个子字符串的std::string_view。find(): 查找子字符串。starts_with(): 判断字符串是否以某个子字符串开头。ends_with(): 判断字符串是否以某个子字符串结尾。
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
int main() {
std::string my_string = "This is a test string.";
std::string_view my_view = my_string;
std::cout << "Length: " << my_view.length() << std::endl;
std::cout << "First character: " << my_view[0] << std::endl;
std::string_view sub_view = my_view.substr(5, 2); // "is"
std::cout << "Substring: " << sub_view << std::endl;
size_t pos = my_view.find("test");
if (pos != std::string_view::npos) {
std::cout << "Found 'test' at position: " << pos << std::endl;
}
if (my_view.starts_with("This")) {
std::cout << "Starts with 'This'" << std::endl;
}
return 0;
}std::string_view的优势：性能提升，代码简化
使用std::string_view带来的好处是显而易见的：
- 零拷贝： 避免了不必要的内存分配和拷贝操作，提高了程序的性能。
- 更快的字符串处理： 由于不需要拷贝字符串，字符串处理的速度更快。
- 更少的内存占用： 减少了内存的使用，尤其是在处理大量字符串时。
- 代码更简洁： 可以避免不必要的字符串拷贝，使代码更易读和维护。
- 可以从多种字符串类型创建:
std::string,const char*, 甚至char数组都可以用来创建std::string_view。
std::string_view的注意事项：生命周期管理是关键！
虽然std::string_view有很多优点，但使用它的时候也要小心，因为它只是一个“视图”，而不是拥有所有权。这意味着：
- 不要让
std::string_view的生命周期超过它所引用的字符串的生命周期。 否则，std::string_view会变成一个悬空指针，访问它会导致未定义行为。
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
std::string_view get_string_view() {
std::string local_string = "This is a local string.";
std::string_view local_view = local_string;
return local_view; // 危险！返回了指向局部变量的 string_view
}
int main() {
std::string_view dangling_view = get_string_view();
// dangling_view 指向的内存已经被释放，访问它会导致未定义行为！
// std::cout << dangling_view << std::endl; // 避免这样做！
return 0;
}在这个例子里，get_string_view函数返回了一个指向局部变量local_string的std::string_view。当函数返回时，local_string的内存被释放，dangling_view就变成了一个悬空指针。在main函数里访问dangling_view会导致未定义行为。
std::string_view不保证字符串以 null 结尾。 如果你需要一个以 null 结尾的字符串，可以使用std::string或者手动添加 null 结尾。
std::string_view的适用场景：让它在你的代码里发光发热！
std::string_view在很多场景下都能发挥作用：
- 函数参数传递： 如果函数只需要读取字符串的内容，不需要修改，那么使用
std::string_view作为参数类型可以避免不必要的拷贝。 - 字符串解析： 在解析字符串时，可以使用
std::string_view来表示子字符串，而不需要拷贝它们。 - 文本处理： 在处理大型文本文件时，可以使用
std::string_view来避免拷贝每一行字符串。 - 日志处理： 在记录日志时，可以使用
std::string_view来避免拷贝日志消息。 - 配置解析： 在解析配置文件时，可以使用
std::string_view来避免拷贝配置项的值。 - 任何只需要读取字符串内容，不需要修改的场景。
std::string_view与std::string：最佳拍档，各司其职
std::string_view并不是要取代std::string，而是要和std::string一起合作，共同解决字符串处理的问题。
std::string负责存储和管理字符串的所有权。当你需要修改字符串的内容，或者需要保证字符串的生命周期时，应该使用std::string。std::string_view负责提供字符串的视图，避免不必要的拷贝。当你只需要读取字符串的内容，不需要修改，并且可以保证字符串的生命周期时，应该使用std::string_view。
你可以把它们想象成一对最佳拍档：std::string是负责干脏活累活的工人，std::string_view是负责指挥和调度的经理。
表格总结：std::string vs std::string_view
| 特性 | std::string |
std::string_view |
|---|---|---|
| 所有权 | 拥有字符串的所有权 | 不拥有字符串的所有权 |
| 内存分配 | 会分配内存来存储字符串 | 不分配内存，只是指向已存在的字符串 |
| 拷贝开销 | 拷贝字符串内容 | 零拷贝 |
| 可修改性 | 可以修改字符串的内容 | 不能修改字符串的内容 |
| 生命周期管理 | 负责管理字符串的生命周期 | 需要确保引用的字符串的生命周期比自身长 |
| 使用场景 | 需要存储和修改字符串，需要管理字符串的生命周期 | 只需要读取字符串的内容，不需要修改，且生命周期可控 |
代码示例：一个更完整的例子
#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
#include <vector>
// 使用 string_view 解析 CSV 文件
std::vector<std::string_view> parse_csv_line(std::string_view line) {
std::vector<std::string_view> result;
size_t start = 0;
size_t end = line.find(',');
while (end != std::string_view::npos) {
result.push_back(line.substr(start, end - start));
start = end + 1;
end = line.find(',', start);
}
// 添加最后一个字段
result.push_back(line.substr(start));
return result;
}
int main() {
std::string csv_data = "John,Doe,30,New York";
std::vector<std::string_view> fields = parse_csv_line(csv_data);
std::cout << "First Name: " << fields[0] << std::endl;
std::cout << "Last Name: " << fields[1] << std::endl;
std::cout << "Age: " << fields[2] << std::endl;
std::cout << "City: " << fields[3] << std::endl;
return 0;
}在这个例子里，parse_csv_line函数使用std::string_view来解析CSV文件的一行数据。它不需要拷贝任何字符串，只需要找到逗号的位置，然后创建子字符串的std::string_view。这样可以大大提高解析CSV文件的速度。
高级用法：std::basic_string_view，不止于字符串！
std::string_view实际上是std::basic_string_view<char>的一个特化版本。std::basic_string_view可以用于任何连续的字符序列，而不仅仅是字符串。例如，你可以用它来表示一个char数组，或者一个wchar_t数组。
#include <iostream>
#include <string_view>
int main() {
char data[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ''};
std::string_view view(data, 5); // 注意长度，不包括 null 结尾符
std::cout << view << std::endl; // 输出 "Hello"
return 0;
}总结：拥抱std::string_view，让你的C++代码飞起来！
std::string_view是一个非常强大的工具，可以帮助你编写更高效、更简洁的C++代码。它就像一把锋利的瑞士军刀，可以解决各种各样的字符串处理问题。只要你掌握了它的用法和注意事项，就能让你的C++代码飞起来！
记住，std::string_view不是银弹，它不能解决所有的问题。但是，在很多场景下，它可以帮助你避免不必要的拷贝，提高程序的性能。所以，下次当你需要处理字符串时，不妨考虑一下std::string_view，它可能会给你带来惊喜！
好了，今天的C++技术脱口秀就到这里。感谢大家的观看！我们下期再见！