为什么std :: string_view :: data不包含空终止符？

Posted 2021-04-24

此代码具有未定义的行为：

#include <string_view>
#include <iostream>

using namespace std::string_view_literals;

void foo(std::string_view msg) {
    std::cout << msg.data() << '
'; // undefined behavior if 'msg' is not null-
                                     // terminated

    // std::cout << msg << '
'; is not undefined because operator<< uses
    //                           iterators to print 'msg', but that's not the point
}

int main() {
    foo("hello"sv); // not null-terminated - undefined behavior
    foo("foo");     // same, even more dangerous
}

原因是std::string_view可以存储非空终止字符串，并且在调用data时不包含空终止符。这是真正的限制，为了使上面的代码定义行为，我必须构建一个std::string：

std::string str{ msg };
std::cout << str.data() << '
';

这确实使std::string_view在这种情况下不必要，我仍然要复制传递给foo的字符串，那么为什么不使用移动语义并将msg更改为std::string？这可能会更快，但我没有衡量。

无论哪种方式，每次我想将std::string传递给只接受const char*的函数时必须构造一个const char*有点不必要，但必须有一个理由为什么委员会这样决定。

那么，为什么std::string_view::data不会返回像std::string::data这样的以null结尾的字符串？

答案

那么，为什么std :: string_view :: data不返回像std :: string :: data这样的以null结尾的字符串

仅仅因为它不能。 string_view可以是更大的字符串（字符串的子字符串）的更窄视图。这意味着查看的字符串不必在特定视图的末尾具有空终止。由于显而易见的原因，您无法将空终止符写入基础字符串，并且您无法创建字符串的副本并返回char *而不会发生内存泄漏。

如果你想要一个空终止字符串，你必须从中创建一个std::string副本。

让我展示一下std::string_view的好用：

auto tokenize(std::string_view str, Pred is_delim) -> std::vector<std::string_view>

这里生成的向量包含标记作为较大字符串的视图。

另一答案

string_view的目的是表示连续字符序列的范围。将这样的范围限制为以NUL终止符结尾的范围限制了该类的有用性。

话虽如此，拥有string_view的替代版本仍然是有用的，该版本仅用于真正以NUL终止的字符串创建。

我的zstring_view类是私有地继承自string_view，它支持从前面删除元素和其他不能使字符串非NUL终止的操作。它提供了其余的操作，但它们返回string_view，而不是zstring_view。

你会感到惊讶的是，你必须从string_view失去一些操作来完成这项工作：

template<typename charT, typename traits = std::char_traits<charT>>
class basic_zstring_view : private basic_string_view<charT, traits>
{
public:
    using base_view_type = basic_string_view<charT, traits>;

    using base_view_type::traits_type;
    using base_view_type::value_type;
    using base_view_type::pointer;
    using base_view_type::const_pointer;
    using base_view_type::reference;
    using base_view_type::const_reference;

    using base_view_type::const_iterator;
    using base_view_type::iterator;
    using base_view_type::const_reverse_iterator;
    using base_view_type::reverse_iterator;

    using typename base_view_type::size_type;
    using base_view_type::difference_type;

    using base_view_type::npos;

    basic_zstring_view(const charT* str) : base_view_type(str) {}
    constexpr explicit basic_zstring_view(const charT* str, size_type len) : base_view_type(str, len) {}
    constexpr explicit basic_zstring_view(const base_view_type &view) : base_view_type(view) {}

    constexpr basic_zstring_view(const basic_zstring_view&) noexcept = default;
    basic_zstring_view& operator=(const basic_zstring_view&) noexcept = default;

    using base_view_type::begin;
    using base_view_type::end;
    using base_view_type::cbegin;
    using base_view_type::cend;
    using base_view_type::rbegin;
    using base_view_type::rend;
    using base_view_type::crbegin;
    using base_view_type::crend;

    using base_view_type::size;
    using base_view_type::length;
    using base_view_type::max_size;
    using base_view_type::empty;

    using base_view_type::operator[];
    using base_view_type::at;
    using base_view_type::front;
    using base_view_type::back;
    using base_view_type::data;

    using base_view_type::remove_prefix;

    //`using base_view_type::remove_suffix`; Intentionally not provided.

    ///Creates a `basic_string_view` that lacks the last few characters.
    constexpr basic_string_view<charT, traits> view_suffix(size_type n) const
    {
        return basic_string_view<charT, traits>(data(), size() - n);
    }

    using base_view_type::swap;

    template<class Allocator = std::allocator<charT> >
    std::basic_string<charT, traits, Allocator> to_string(const Allocator& a = Allocator()) const
    {
        return std::basic_string<charT, traits, Allocator>(begin(), end(), a);
    }

    constexpr operator base_view_type() const {return base_view_type(data(), size());}

    using base_view_type::to_string;

    using base_view_type::copy;

    using base_view_type::substr;

    using base_view_type::operator==;
    using base_view_type::operator!=;
    using base_view_type::compare;
};