为什么 std::string_view::data 不包含空终止符？

Question

这段代码有未定义的行为：

#include <string_view>
#include <iostream>

using namespace std::string_view_literals;

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

    // std::cout << msg << '\n'; 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，调用data时不包含空终止符。这真的很有限，为了让上面的代码定义行为，我必须从中构造一个 std::string:

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

在这种情况下确实不需要 std::string_view，我仍然必须复制传递给 foo 的字符串，所以为什么不使用移动语义并将 msg 更改为 std::string?这可能会更快，但我没有测量。

无论哪种方式，每次我想将 const char* 传递给只接受 const char* 的函数时都必须构造一个 std::string 有点不必要，但必须成为委员会以这种方式决定的原因。

那么，为什么 std::string_view::data 不是 return 像 std::string::data 这样的以 null 结尾的字符串？

Answer 1

So, why does std::string_view::data not return a null-terminated string like std::string::data

只是因为它不能。 string_view 可以是对较大字符串（字符串的子字符串）的较窄视图。这意味着字符串 viewed 不必在特定视图的末尾具有空终止符。由于显而易见的原因，您不能将空终止符写入底层字符串，并且您不能在没有内存泄漏的情况下创建字符串和 return char * 的副本。

如果您想要一个空终止字符串，则必须从中创建一个 std::string 副本。

让我展示一下 std::string_view:

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对较大字符串的视图。

Answer 2

string_view 的目的是成为一个表示连续字符序列的范围。将这样的范围限制为以 NUL-terminator 结尾的范围会限制 class.

的有用性

话虽这么说，但使用 string_view 的替代版本仍然有用，它仅用于从真正 NUL-terminated.

的字符串创建

我的zstring_viewclass是私有继承自string_view的，它提供了对去掉前面元素等不能使字符串非[=27=的操作的支持].它提供了其余的操作，但它们 return 一个 string_view，而不是一个 zstring_view.

您会惊讶地发现，string_view 只需损失很少的操作即可完成这项工作：

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;
};

Answer 3

在处理带有已知空终止符的字符串文字时，我通常使用类似这样的方法来确保空值包含在计数的字符中。

template < size_t L > std::string_view string_viewz(const char (&t) [L])
{
    return std::string_view(t, L);
}

这里的目的不是试图解决兼容性问题，太多了。但是，如果您知道自己在做什么，希望 string_view 跨度有一个空值（序列化），那么这是一个不错的技巧。

auto view = string_viewz("Surrogate String");

为什么 std::string_view::data 不包含空终止符？

Why does std::string_view::data not include a null terminator?

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