C++核心技术：视图

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在不关心所有权时，我们可以考虑视图

string_view (C++ 17)

string_view只保存一个const char *和一个size_t

不要这样使用string_view
string_view name = string("C++");//string是一个临时对象

原先如果传参const string &确实对string很友好，但是对字符串字面量就不友好了，如果传参一个字符串字面量，涉及到临时string对象的构造，将字符串字面量的内容全部复制进去，然后函数返回还得销毁这个临时对象

string_view不是string，但是它的成员函数和string非常相似

同样有data,size,begin,end,find等方法。

不同的点在于：

不能修改字符串的内容,data返回的是const char * 。
没有c_str()函数，并且它的data函数完全不保证返回的字符串是零结尾的。
substr成员函数返回的是一个新的string_view，而非string。
额外有成员函数remove_prefix和remove_suffix

如果用一个string_view对象sv去调用原型为f(const string &)的函数，我们需要写f(string(sv))；

以下是 std::string_view 的初始化方法和常用成员函数的详细说明，适用于 C++17 及更高版本：

一、初始化方法

std::string_view 提供多种构造函数，用于创建对字符串的非拥有视图：

1. 默认构造

cpp复制std::string_view sv;  // 空视图，data() = nullptr，size() = 0

2. 从 C 风格字符串构造

cpp复制const char* cstr = "Hello";
std::string_view sv1(cstr);          // 长度自动计算（直到 '\0'）
std::string_view sv2(cstr, 3);       // 指定长度（"Hel"）

3. 从 std::string 构造

cpp复制std::string str = "Hello";
std::string_view sv(str);            // 视图指向 str 的数据
std::string_view sv_part(str, 1, 3); // 从索引 1 开始，长度 3（"ell"）

4. 从字符数组构造

cpp复制char arr[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
std::string_view sv(arr, 5);         // 视图指向 arr，需手动指定长度

5. 从另一个 string_view 构造

cpp复制std::string_view sv_original = "Hello";
std::string_view sv_copy(sv_original);      // 复制视图
std::string_view sv_sub(sv_original, 1, 3); // 从索引 1 开始，长度 3（"ell"）

6. 从迭代器范围构造

cpp复制std::string str = "Hello";
std::string_view sv(str.begin(), str.end()); // 视图指向整个字符串

二、常用成员函数

std::string_view 提供与 std::string 类似的接口，但不可修改底层数据。

1. 访问数据

data() : 返回指向底层数据的指针（可能非空终止）。
size() / length() : 返回视图长度。
max_size() : 返回可支持的最大长度。
empty() : 检查视图是否为空。

2. 元素访问

operator[](size_t pos) : 返回索引处的字符（不检查边界）。
at(size_t pos) : 返回索引处的字符（越界时抛出 std::out_of_range ）。
front() : 返回首字符。
back() : 返回尾字符。

3. 修改视图范围

remove_prefix(size_t n) : 从头部移除 n 个字符。
remove_suffix(size_t n) : 从尾部移除 n 个字符。

4. 子视图操作

substr(size_t pos = 0, size_t count = npos)

: 返回子视图。

cpp复制std::string_view sv = "Hello";
std::string_view sub = sv.substr(1, 3); // "ell"

5. 比较操作

compare(string_view other) : 返回比较结果（类似 strcmp ）。
支持运算符： == , != , < , > , <= , >= 。

6. 查找操作

find(char ch, size_t pos = 0) : 查找字符。
rfind(char ch, size_t pos = npos) : 反向查找。
find_first_of(string_view chars, size_t pos = 0) : 查找任意字符首次出现。
find_last_of(string_view chars, size_t pos = npos) : 查找任意字符最后一次出现。
find_first_not_of , find_last_not_of : 类似逻辑。

7. 迭代器

begin() / end() : 返回迭代器。
cbegin() / cend() : 返回常量迭代器。
rbegin() / rend() : 返回反向迭代器。

三、示例代码

cpp复制#include 
#include 
int main() {
    // 初始化
    std::string_view sv1 = "Hello";          // 自动推导长度
    std::string_view sv2("World", 3);        // "Wor"
    std::string str = "Hello World";
    std::string_view sv3(str.data() + 6, 5); // "World"
    // 成员函数
    std::cout << sv1.substr(1, 3) << std::endl; // "ell"
    sv1.remove_prefix(1);                      // 视图变为 "ello"
    std::cout << sv1.find('l') << std::endl;    // 1（第一个 'l' 的索引）
    
    return 0;
}

四、注意事项

生命周期管理 ： string_view 不管理内存，需确保底层数据在其生命周期内有效。
空终止符 ： data() 返回的指针可能不以 \0 结尾，直接传递给 C 函数需谨慎。
性能优化 ：适合作为函数参数替代 const std::string& ，避免不必要的拷贝。

span(C++ 20)

//假设有一个通用的打印整数序列的函数
void print(span<int> sp){
    for(int n:sp){
        cout<<n<<' ';
    }
    cout<<'\n';
}
//以下容器都是可以传参给print的
array a{1,2,3,4,5};
int b[]{1,2,3,4,5};
vector v{1,2,3,4,5};
//而不提供连续存储的容器不能这么用，比如list

span< char>允许更改底层数据，和string_view不一样如果不需要修改内容其实应该使用span< const int>

span的成员函数：

begin,end,front,back,size,empty,data,operator[]

也有一些特有的成员函数

size_bytes:用于字节数计算的序列大小
first：开头若干项组成的新的span，不修改自身
last:结尾若干项组成的新spanm
subspan:类似substr

且span的长度可以在编译器确定

span是语法糖，程序员需要保证底层数据合法存在，不要释放后使用

C++20里的视图

到了C++20,真正有了std::ranges::view这个概念

需要包含< ranges>头文件

//std::views::transform是一个映射视图
std::cout<<(a|std::views::transform([] (int n){return n*n;}));

//过滤操作
std::cout<<(a|std::views::filter([] (int n){return n%2==0;}));

//反转操作 
std::cout<<(a|std::views::reverse);

//对于包含多个子元素的容器
std::map<int,string> mp{{1,"one"},{2,"two"},{3,"three"}};
std::cout<<(mp|std::views::values);

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