std::string_view

C++17 对标准库补充了一些非常使用的容器（C++20 起 std::string_view 就不能叫容器了，因为其不持有对象，准确的叫法是视图），std::string_view 就是其中之一，std::string_view 是个只读的字符串视图，解决了传统 C 字符串的孱弱和减少了额外的 std::string 构造。

C++17 之前，如果一个函数需要一个常量字符串，参数通常有两个选择：const char* 或者 const std::string&。前者存在的问题是无法知道长度，后者存在的问题是如果实际传入了字面值，那么还是有潜在的对象构造。

C++17 引入了 std::string_view 用于表示字符串常量，彻底取代了传统的字符串字面值，减少了无用的内存分配。std::string_view 实际上是 std::basic_string_view 的 char 特化。

std::basic_string_view 用于任何只需要观测，而不需要修改的情况，同时，为了最大化提高性能，std::basic_string_view 持有的字符串不一定以 0 结尾。典型情况为持有已有字符串中的某一段，这意味着 std::basic_string_view 能从 C 风格接口中构造，但是不能被传递给一个 C 风格接口。

std::basic_string_view 的数据成员只有两个：字符串指针和字符串长度，没有 allocator，也没有 capacity，这代表着 std::basic_string_view 从不主动进行内存分配。同时，这种极简的设计有一个重要的好处：std::basic_string_view 可以指向一个实际存在的字符串的任意一个部分：std::basic_string_view::substr 是线性时间复杂度。传统的子串查找返回迭代器或者返回一个新对象，而使用迭代器进行处理会变的十分复杂，返回新对象可能会造成潜在的内存分配。

经典的 std::basic_string_view 有四个构造函数和一个赋值运算符重载：

std::basic_string_view() noexcept;
std::basic_string_view(const basic_string_view& other) noexcept = default;
std::basic_string_view(const char_type* s);
std::basic_string_view(const char_type* s, size_type count);
std::basic_string_view& operator=( const basic_string_view& view ) noexcept = default;

其中默认构造是为了与容器兼容，第二个是从现有 std::basic_string_view 构造，第三个构造是 O(n) 时间复杂度的 C 风格字符串构造，第四个构造是 O(1) 时间复杂度的 C 风格字符串构造，其中第二个参数是手动指定的长度。

在使用字符串字面量构造 std::basic_string_view 时，编译器会选择第四个构造函数，在编译期得出字符串长度。

实际上 std::basic_string_view 还可以从 std::basic_string 构造，因为 std::basic_string 实现了到 std::basic_string_view 的类型转换运算的重载。

由于 std::basic_string_view 不实际持有对象，即 std::basic_string_view 不管理对象的生命周期，所以需要注意悬垂引用问题：不能从一个将亡的 std::basic_string 构造一个 std::basic_string_view。std::basic_string_view 没有实现移动，因为 std::basic_string_view 的拷贝就是天生的移动。

std::basic_string_view 支持随机访问容器的大部分操作，但是是只读的。同时还支持如下操作：

• remove_prefix 以后移起点收缩视图
• remove_suffix 以前移终点收缩视图
• swap 交换内容
• copy 复制字符
• substr 返回子串
• compare 比较二个视图
• starts_with 检查 string_view 是否始于给定前缀 (C++20)
• ends_with 检查 string_view 是否终于给定后缀 (C++20)
• contains 检查字符串视图是否含有给定的子串或字符 (C++23)
• find 在视图中查找字符
• rfind 寻找子串的最后一次出现
• find_first_of 查找字符的首次出现
• find_last_of 查找字符的最后一次出现
• find_first_not_of 查找字符的首次不出现
• find_last_not_of 查找字符的最后一次不出现

std::basic_string_view 典型的用于如下场景：

1. 持有一个字符串字面量
2. 用作常量字符串的视图
3. 用于字符串查找的结果
4. 用作容器的成员