C++20中的std::span详解

时间:2023-03-23 audi2 人气:0

span就是一个连续对象存储的观察者。类似std::string_view是string的观察者。
连续的存储，不一定是数组。例如：

zero(char (&arr) [10]);  //10个元素的数组, sizeof(arr)==10*sizeof(char)==10
zero(char arr[]);  //arr退化为指针, sizeof(arr)==sizeof(char*)
zero(char *arr, size_t n);  //处理任意含n个char的连续内存
 
void main(){
    char* pc = new char[10];
    zero(pc,10);  //连续内存，但不是数组
}

为了程序的复用性，我们一般使用zero(char* arr, size_t n);这种函数签名。

template<size_t N>
void zero(char (&arr)[N]) ;

这种模板形式虽然比只能处理char[10]这种类型的zero函数，适用性大一些，但是它仍不能处理广义上的连续char内存。
zero(char*arr, sizr_t n)的灵活性是有了，问题是用户（调用者）可能把n填错。例如：

char aa[10];
zero(aa,20);

为了解决这个问题，我们需要写很繁琐的代码：

char aa[10];
std::array<char,10> bb;
 
zero(aa,sizeof(aa)/sizeof(aa[0]));
zero(bb.data(),bb.size());

有了std::span, 我们可以：

void zero( std::span<char> sp ){
    size_t n = sp.size();
    sp[n-1]=0; //当数组越界时，仍可能引发事故。
}
 
char aa[10];
std::array<char,10> bb;
  
zero(aa);
zero(bb);  //简化，统一

我们可以手工粗陋的制作一个span类，虽然它不符合STL容器规范，但是可以看出主要核心骨架

// This file is a "Hello, world!" in C++ language by GCC for wandbox.
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <array>
 
template<class T>
class span{
public:
    template<size_t N>
    span(T (&arr)[N]){
        arr_ = arr;
        n_ = N;
    }
    
    template<size_t N>
    span(std::array<T,N>& arr){
        arr_ = arr.data();
        n_ = N;
    }
    
    span(T* arr,size_t n){
        arr_ = arr;
        n_ = n;
    }
    
    T* data(){ return arr_;}
    size_t size(){ return n_;}
    
private:
    T* arr_;
    size_t n_;
};
 
void zero( span<char> sp ){
    
    char* arr = sp.data();
    size_t n = sp.size();
    arr[n-1]=0;
}
 
int main()
{
    char aa[10];
    std::array<char,10> bb;
    
    size_t n=10;
    char* pc = new char[n];
    zero(aa);
    zero(bb);
    zero({pc,n});
   
}

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