Что такое string_view?

Цель любых и всех видов предложений «ссылка на строку» и «ссылка на массив» состоит в том, чтобы избежать копирования данных, которые уже принадлежат где-то еще и для которых требуется только неизменяемое представление. Рассматриваемый string_view является одним из таких предложений; были и более ранние, которые назывались string_ref и array_ref.

Идея состоит в том, чтобы всегда хранить пару указатель на первый элемент и размер некоторого существующего массива данных или строки.

Такой класс дескриптора представления можно было бы дешево передавать по значению и предлагать дешевые операции подстроки (которые могут быть реализованы как простое приращение указателя и корректировка размера).

Многие варианты использования строк не требуют фактического владения строками, и рассматриваемая строка часто уже принадлежит кому-то другому. Таким образом, существует реальный потенциал для повышения эффективности за счет исключения ненужных копий (подумайте обо всех распределениях и исключениях, которые вы можете сохранить).

Исходные строки C страдали от проблемы, заключавшейся в том, что нулевой терминатор был частью API-интерфейсов строк, и поэтому вы не могли легко создавать подстроки без изменения базовой строки (а-ля strtok). В C++ это легко решается путем хранения длины отдельно и переноса указателя и размера в один класс.

Единственное серьезное препятствие и расхождение с философией стандартной библиотеки C++, о котором я могу думать, заключается в том, что такие классы "ссылочного представления" имеют совершенно другую семантику владения, чем остальная часть стандартной библиотеки. В принципе, все остальное в стандартной библиотеке безусловно безопасно и правильно (если компилируется, то правильно). С такими эталонными классами это уже не так. Корректность вашей программы зависит от окружающего кода, который использует эти классы. Так что это сложнее проверить и научить.

(Обучаюсь в 2021 г.)

Из ‹string_view›:

Семейство специализаций шаблонов string_view обеспечивает эффективный способ передачи доступного только для чтения, защищенного от исключений и не принадлежащего владельцу дескриптора символьных данных любых строкоподобных объектов с первым элементом последовательности в нулевой позиции. (...)

Из блога команды Microsoft C++ std::string_view: Клейкая лента струнных типов от 21 августа 2018 г. (данные получены 1 апреля 2021 г.):

string_view решает проблему «каждая платформа и библиотека имеет свой собственный строковый тип» для параметров. Он может привязываться к любой последовательности символов, поэтому вы можете просто написать свою функцию, принимающую строковое представление:

void f(wstring_view); // string_view that uses wchar_t's

и вызовите его, не заботясь о том, какой строковый тип использует вызывающий код (и › для пар аргументов (char*, length) просто добавьте {} вокруг них) (...)

(...)

Сегодня наиболее распространенным «наименьшим общим знаменателем», используемым для передачи строковых данных, является строка с завершающим нулем (или, как это называется в стандарте, последовательность символов с нулевым завершением). Это было с нами задолго до появления C++ и обеспечивало чистое взаимодействие на «плоском C». Однако char* и его вспомогательная библиотека связаны с кодом, который можно использовать, поскольку информация о длине является внутренним свойством данных и может быть изменена. Кроме того, нуль, используемый для ограничения длины, запрещает встроенные нули и приводит к тому, что одна из наиболее распространенных строковых операций, запрашивающая длину, становится линейной по длине строки.

(...)

Каждая область программирования создает свой собственный новый строковый тип, семантику времени жизни и интерфейс, но многие программы обработки текста не заботятся об этом. Выделение полных копий данных для обработки только для того, чтобы удовлетворить различные типы строк, неоптимально с точки зрения производительности и надежности.