半小时掌握C++17新特性之string_view

AiW
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string

c++大大增强了对字符串的支持，除了可以使用C风格的字符串，还可以使用内置的 string 类。string 类处理起字符串来会方便很多，完全可以代替C语言中的字符数组或字符串指针

string 是 C++ 中常用的一个类，使用 string 类需要包含头文件，下面的例子介绍了几种定义 string 变量（对象）的方法：

转换为C风格的字符串

虽然 C++ 提供了 string 类来替代C语言中的字符串，但是在实际编程中，有时候必须要使用C风格的字符串（例如打开文件时的路径），为此，string 类为我们提供了一个转换函数 c_str()，该函数能够将 string 字符串转换为C风格的字符串，并返回该字符串的 const 指针（const char*）

string 字符串的增删改查

s1 = s2 = "1234567890";
s3 = "aaa";
s1.insert(5, s3); //12345aaa67890 
//pos 表示要插入的位置，也就是下标；str 表示要插入的字符串，它可以是 string 字符串

string s1, s2, s3;
s1 = s2 = s3 = "1234567890";
s2.erase(5);       //12345
s3.erase(5, 3);    //1234590   3表示len

string s1 = "first second third";
string s2;
s2 = s1.substr(6, 6); //second  6表示len

string s1 = "first second second third";
string s2 = "c";
s1.find(s2);    //8
s1.find(s2,10); //15 从第十个位置开始找
s1.rfind(s2); //15 //从右边开始找
s1.find(s2,10); //8
​
返回的值都是数组下标

string 特性

在c++中每个string是一个独立拷贝,当s1赋值给s2时，s2的数据就拥有自己的内存地址。当data内容改变时，也是在那个内存地址上改变，不会影响s1的值。

#include <iostream>
#include <string>
​
using namespace std;
​
​
int main() {
    string s1{"hello world"};
    string s2 = s1;
    cout<<"s2 before heap address: "<<s2<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s2.data())<<endl;
    string s3 = s1;
    string s4{"hello world"};
    s2[0] = 'H';
​
    cout<<"s1 heap address:"<<s1<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s1.data())<<endl;   
    cout<<"s2 after heap address: "<<s2<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s2.data())<<endl;
    cout<<"s3 heap address: "<<s3<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s3.data())<<endl;  
    cout<<"s4 heap address: "<<s4<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s4.data())<<endl;
}
​
/*
s2 before heap address: hello world 140722732664864
s1 heap address:hello world 140722732664832
s2 after heap address: Hello world 140722732664864
s3 heap address: hello world 140722732664896
s4 heap address: hello world 140722732664928
*/

在java中有个常量池的概念，

在java中每个string是一个引用,当s1赋值给s3时，s3拥有和s1相同的内存地址。当s3的内容改变时，会在常量池里创建一个新的常量"runoob"，s3并指向这个常量地址。

String s1 = "Runoob";              // String 直接创建
String s2 = "Runoob";              // String 直接创建
String s3 = s1;                    // 相同引用
String s4 = s1;
String s5 = new String("Runoob");   // String 对象创建
s3 = "runoob";
System.out.println(s1+" "+s1.getClass()+"@"+s1.hashCode());
System.out.println(s2+" "+s2.getClass()+"@"+s2.hashCode());
System.out.println(s3+" "+s3.getClass()+"@"+s3.hashCode());
System.out.println(s4+" "+s4.getClass()+"@"+s4.hashCode());
System.out.println(s5+" "+s5.getClass()+"@"+s5.hashCode());
/*
Runoob class java.lang.String@-1835937737
Runoob class java.lang.String@-1835937737
runoob class java.lang.String@-919804905
Runoob class java.lang.String@-1835937737
Runoob class java.lang.String@-1835937737
*/

string作为函数参数

为了高效利用内存，避免拷贝，使用const引用，当传入的参数为string类型时，没有问题，string不会被拷贝，但如果传入的参数是字符数组或字符指针，那么它相当于新建一个string拷贝再传进去，所以data的地址发生变化

#include <iostream>
#include <string>
​
using namespace std;
​
void fun(const string& s){
    cout<<"fun: "<<s<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s.data())<<endl;
}
​
int main() {
    string s = "hello world";
    cout<<"main: "<<s<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s.data())<<endl;
    fun(s);
    char data[] = "very long string..";
    cout<<"main: "<<data<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(data)<<endl;
    fun(data);//fun(string(data))
    
    return 0;
}
​
/*
main: hello world 140729198891808
fun: hello world 140729198891808
main: very long string.. 140729198891856
fun: very long string.. 94022293754560
*/

string_view

不拥有自己的data，只有一个指针和长度

当s1赋值给sv1时，是一个o1操作，只是把s1的指针地址给他

g++ -std=c++17 pipetest.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
​
using namespace std;
​
int main() {
    string s1{"hello world"};
    string_view sv1 = s1;
    string_view sv2 = sv1;
    cout<<"s1 stack address: "<<s1<<" "<<&s1<<endl;
    cout<<"sv1 stack address: "<<sv1<<" "<<&sv1<<endl;
    cout<<"sv2 stack address: "<<sv2<<" "<<&sv2<<endl;
​
    cout<<"s1 stack 十进制 address: "<<s1<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(&s1)<<endl;
    cout<<"sv1 stack 十进制 address: "<<sv1<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(&sv1)<<endl;
    cout<<"sv1 stack 十进制 address: "<<sv2<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(&sv2)<<endl;
​
    cout<<"s1 heap address:"<<s1<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s1.data())<<endl;   
    cout<<"sv1 heap address: "<<sv1<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(sv1.data())<<endl;
    cout<<"sv2 heap address: "<<sv2<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(sv2.data())<<endl;
    
    return 0;
}
​
/*
s1 stack address: hello world 0x7ffc035d37a0
sv1 stack address: hello world 0x7ffc035d3780
sv2 stack address: hello world 0x7ffc035d3790
s1 stack 十进制 address: hello world 140720364926880
sv1 stack 十进制 address: hello world 140720364926848
sv1 stack 十进制 address: hello world 140720364926864
s1 heap address:hello world 140720364926896
sv1 heap address: hello world 140720364926896
sv2 heap address: hello world 140720364926896
*/

&s1输出的是16进制地址，reinterpret_cast<uintptr_t>(&s1)输出的是十进制地址。

cout << reinterpret_cast<uintptr_t>(&str) << endl;
cout << reinterpret_cast<uintptr_t>(str.data()) << endl;

前面是str对象（类实例）本身的地址，在栈上。后面是str对象data字段（字符串数据）的地址，在堆上。

string_view作为函数参数

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
​
using namespace std;
​
void fun2(string_view s){
    cout<<"fun: "<<s<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s.data())<<endl;
}
​
int main() {
    string s = "hello world";
    cout<<"main: "<<s<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s.data())<<endl;
    fun2(s);
    string_view sv = s;
    cout<<"main: "<<sv<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(sv.data())<<endl;
    fun2(sv);
    char data[] = "very long string..";
    cout<<"main: "<<data<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(data)<<endl;
    fun2(data);//fun(string(data))
    
    return 0;
}
/*
main: hello world 140720538463360
fun: hello world 140720538463360
main: hello world 140720538463360
fun: hello world 140720538463360
main: very long string.. 140720538463376
fun: very long string.. 140720538463376
*/

缺点

缺点：不能append，不能拼接，确保在string_view的生命周期内，string_view不被改变

abcd被改写位123\0

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
​
using namespace std;
​
int main() {
    string s = "abcdefg";
    string_view sv = s;
    s = "123";
    cout<<"main: "<<sv<<endl;  
    return 0;
}
/*
main: 123efg
*/

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
​
using namespace std;
​
void fun2(string_view s){
    cout<<"fun: "<<s<<" "<<reinterpret_cast<uintptr_t>(s.data())<<endl;
}
​
int main() {
    string s = "abcd";
    string_view sv = s;
    s = "123456";
    s = "H";
    cout<<"main: "<<sv<<endl;  
    return 0;
}
/*
main: H34
*/

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