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C++中的std::string_view是什么?(如何避免零拷贝字符串传递)

穿越時空

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发布时间:2026-02-11 10:45:30

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来源于php中文网

原创

std::string_view 是轻量级只读字符串视图,仅存储指针和长度,避免拷贝;适用于函数参数接收字面量、std::string 或 C 字符串且只读场景,但需防范悬空指针和生命周期问题。

c++中的std::string_view是什么?(如何避免零拷贝字符串传递)

std::string_view 是什么,为什么能避免拷贝

它是一个轻量级的、只读的字符串“视图”,不拥有数据,只存指向字符的指针和长度。传参时只复制两个字段(指针 + size_t),比 std::string 拷贝整个堆内存快得多。

适用场景:函数参数接收字符串字面量、std::string、C 风格字符串等,且函数内部只读不修改。

常见错误现象:std::string_view 指向的原始内存提前释放,导致悬空(dangling)——比如返回局部 std::stringsv

std::string_view bad() {
    std::string s = "hello";
    return s.substr(0, 3); // ❌ s 析构后,sv 指向已释放内存
}

怎么安全地用作函数参数

std::string_view 当作“只读字符串通用接口”来设计函数签名,兼容性远超 const std::string&const char*

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • 接受字面量:foo("hello") → 直接构造,零拷贝
  • 接受 std::stringfoo(s) → 调用隐式转换,不拷贝内容
  • 接受 C 字符串:foo(cstr) → 自动推导长度(注意:不含 \0 终止符,cstr 必须以 \0 结尾,否则行为未定义)

参数差异:const std::string& 无法直接绑定字面量(需临时 std::string 构造),const char* 无法知道长度,易出界;std::string_view 兼顾长度安全与零开销。

哪些情况不能用 string_view

只要涉及“需要所有权”或“可能修改内容”,就不能用 std::string_view

  • 要拼接、追加、转小写等操作 → 必须用 std::string
  • 需要长期持有(比如存进容器、跨函数生命周期)→ 确保所指内存生命周期 ≥ string_view 生命周期
  • std::string::c_str() 构造 → 安全;但从 std::string::data() 构造并传给异步回调 → 危险(string 可能在回调执行前被移动或析构)
  • 使用 substr() 后再保存 → 新 string_view 仍依赖原内存,不是独立副本

和 const char*、const std::string& 的性能对比

在参数传递层面,std::string_view 是三者中唯一真正零拷贝且长度明确的选项。

性能影响:按值传递 std::string_view 是两个机器字大小(通常 16 字节),而 std::string 按值传至少是 24 字节(小字符串优化下)+ 堆分配开销;const char* 虽小但无长度,每次调用 strlen 就是 O(n)。

兼容性影响:C++17 起支持,老项目需确认标准版本;GCC/Clang/MSVC 主流版本都已稳定支持,但注意某些嵌入式 STL 实现可能阉割。

容易被忽略的是:string_viewdata() 不保证以 \0 结尾,所以不能直接传给 C 函数(如 printf("%s", sv.data()) 可能崩溃)——必须显式加 \0 或改用 std::string 中转。

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