Google C++每周贴士 #1: string_view

(原文链接: https://abseil.io/tips/1 译者：[email protected])

每周贴士 #1: string_view

• 最初发布于2012-04-20
• 作者: Michael Chastain ([email protected])
• 更新于2017-09-18

什么是string_view，以及为什么你应该关心？

如果需要写一个函数接受（常量）字符串为输入参数，你有四个选项：其中两个你已经知道了，另外两个你也许还不知道：

void TakesCharStar(const char* s);             // C风格
void TakesString(const string& s);             // 旧标准(C++17以前) C++风格
void TakesStringView(absl::string_view s);     // Abseil C++风格
void TakesStringView(std::string_view s);      // C++17 C++风格

当函数调用时已经有对应格式的字符串存在，前两种方式最适合；但如果需要类型转换时怎么办（从const char*转换为string，或反之）？

将string转换为const char*需要（高效但不方便的）函数c_str()：

void AlreadyHasString(const string& s) {
  TakesCharStar(s.c_str());               // 显式转换
}

Callers needing to convert a const char* to a string don’t need to do anything additional (the good news) but will invoke the creation of a (convenient but inefficient) temporary string, copying the contents of that string (the bad news):

将const char*转换为string不需要额外操作（好消息），但会（方便但低效地）创建一个临时字符串，拷贝原来字符串的内容（坏消息）：

void AlreadyHasCharStar(const char* s) {
  TakesString(s); // 编译器会复制一份s
}

怎么解决？

Google推荐使用string_view来接受字符串参数。这个类型比C++17要早——在C++17环境中你应该使用std::string_view，在非C++17环境中你应该使用absl::string_view。

一个string_view类型的变量可以被想象成一个“镜像”，映射了一段已经存在的字符列表。更明确地说，一个string_view仅仅包含一个指针和一个长度，用以定位一个字符数据区间。string_view既不拥有这些数据，又不能修改这段存储。因此，复制string_view是浅拷贝，字符串内容不会被复制。

string_view可以从const char*和const string&隐式构造而成。又因为string_view不会复制字符串，构造string_view不会有O(n)的内存代价。以const string&构造string_view时，构造函数时间复杂度为O(1)。以const char*构造string_view时，构造函数会自动调用strlen()（或者你可以用双参形式的string_view构造函数）。

void AlreadyHasString(const string& s) {
  TakesStringView(s); // 没有显式类型转换；方便！
}

void AlreadyHasCharStar(const char* s) {
  TakesStringView(s); // 没有复制；高效！
}

因为string_view不拥有其指向的数据，所以string_view（就像const char*）指向的字符串需要有超出该string_view的生存期。这意味着存储string_view总是需要问个问题：你得证明string_view指向的数据的生存期超出string_view的生存期

如果你的API只需要在单次函数调用中使用字符串数据，且不需要修改该字符串数据，（让函数（译者注））接收一个string_view就足够了。如果你需要修改数据或在以后访问数据，那么你需要用string(my_string_view)将string_view显式转换为C++字符串。

向现有代码库中添加string_view并不总是正确的事：如果在函数内需要将字符串以string或以NULL结尾的const char*传给下一级函数，那么将本级函数参数改为string_view可能会是低效的。对于string_view，推荐先在工具代码中采用，进而逐步向其调用端推广；或者在全新项目中统一使用string_view。

附加说明

• 与其他字符串类型不同，string_view应该像int或double那样按值传递（相对于按引用、指针传递，译者注），因为string_view对象本身只占用很小的内存。

• string_view指向的字符串未必以NULL字符结尾。因此，如下的写法是不安全的：

  printf("%s\n", sv.data()); // 别这样写
  

  然而，如下写法是可以的：

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

• 你可以像打印string或const char*一样直接打印string_view：

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

• 在大部分情况下，你可以安全地将现有函数的const string&或NULL结尾的const char*类型的形参直接转换为string_view。我们见过的唯一例外是，如果将函数地址赋值给某函数指针，那么会遇到“函数指针类型不匹配”的编译错误。