C++20中的span容器怎么使用

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一.span容器

span

span

span

它的定义在头文件 <

span>

std

span

span

• 作为函数的参数，用于指示函数需要处理的数据范围；

• 作为类的成员变量，用于表示对象所管理的内存区域；

• 作为数组的视图，用于访问数组的一部分

二.span的用法

下面是几种 span 的用法示例：

1.将数组转换为 span：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
span<int> s(arr, 5);

这里将一个整型数组

arr

2.使用 span 来遍历一个容器：

vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto&& x : span(vec)) {
    cout << x << " ";
}

这里使用

span(vec)

3.使用 span 来获取子序列：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
span<int> s(arr, 5);
auto s1 = s.subspan(1, 3);

这里将一个 span 对象

s

s1

4.将 span 转换为其他容器类型：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
span<int> s(arr, 5);
vector<int> vec(s.begin(), s.end());

这里使用

s.begin()

s.end()

s

vec

三.span的底层原理

下面为 span的简化版源码，用于展示其基本实现：

template<typename T, std::size_t Extent = std::dynamic_extent>
class span {
public:
    // 定义迭代器类型
    using iterator = T*;
    using const_iterator = const T*;
 
    // 构造函数
    constexpr span() noexcept : data_(nullptr), size_(0) {}
    constexpr span(T* ptr, std::size_t count) : data_(ptr), size_(count) {}
    template <std::size_t N>
    constexpr span(T(&arr)[N]) noexcept : data_(arr), size_(N) {}
    template <typename Container>
    constexpr span(Container& c) noexcept : data_(c.data()), size_(c.size()) {}
 
    // 拷贝构造函数和拷贝赋值运算符
    constexpr span(const span& other) noexcept = default;
    span& operator=(const span& other) noexcept = default;
 
    // 访问元素和迭代器操作
    constexpr T* data() const noexcept { return data_; }
    constexpr std::size_t size() const noexcept { return size_; }
    constexpr bool empty() const noexcept { return size_ == 0; }
    constexpr T& operator[](std::size_t idx) const { return data_[idx]; }
    constexpr T& front() const { return data_[0]; }
    constexpr T& back() const { return data_[size_-1]; }
    constexpr iterator begin() const noexcept { return data_; }
    constexpr iterator end() const noexcept { return data_ + size_; }
    constexpr const_iterator cbegin() const noexcept { return data_; }
    constexpr const_iterator cend() const noexcept { return data_ + size_; }
 
private:
    T* data_;  // 元素指针
    std::size_t size_;  // 元素数量
};

具体实现方式是通过指针来引用连续的一段内存，从而实现 span 的基本功能。由于 span 没有实际的内存所有权，所以它不能拥有或释放内存。它只是提供了对现有内存块的访问。

标准库中的 span 还提供了一些其他的功能，比如对子区间的切片和子区间的迭代器等。实际的实现可能会更加复杂，但其基本的思想是一致的。

四.span 与 array ,vector ，数组指针 的区别

1. span 与 array ,vector的区别

span

与

array

vector

span

span

array

vector

具体来说，

array

vector

span

在使用方面，

array

vector

span

begin

end

rbegin

rend

总之，

span

array

vector

2. span 与 数组指针的区别

在C++中，数组和指针是密不可分的，它们常常被一起使用。然而，数组和指针不是相同的东西，它们有自己的属性和限制。同样地，

span

span

是一个封装了数组指针和长度的轻量级容器，它提供了对数组的安全访问。指针只是一个指向内存位置的地址，没有长度信息。因此，使用指针时需要显式地传递长度信息，否则可能会导致缓冲区溢出等问题。

span

支持范围操作，它可以使用STL中的算法和其他支持范围操作的库进行操作。指针只能通过指针运算和下标操作来访问和操作数据。

span

是可传递性的，可以传递到函数中作为参数，而指针不能。这是因为在函数中传递指针时，我们必须显式地传递指针所指向的内存块的大小，否则函数无法确定内存块的大小。

span

是一个类模板，可以指定数据类型和长度类型。指针只能指向特定类型的数据。

总的来说，

span

五.span的优点

std::span

轻量级：

std::span

本身只是一个轻量级的非拥有式容器，没有自己的内存管理，因此可以在不分配内存的情况下轻松地传递和操作数据。同时，

std::span

的内存布局与原始数组相同，因此不需要进行数据的复制或重排。

安全性：

std::span

具有边界检查机制，可以避免访问越界等错误，从而提高代码的安全性。

可组合性：

std::span

可以与其他容器类型进行组合，例如可以从

std::vector

或

std::array

中创建

std::span

，或将

std::span

转换为

std::vector

或

std::array

。

易于扩展：由于

std::span

只是一个非拥有式容器，因此可以轻松地将其用作接口的一部分，并以此扩展接口的功能。

总之，

std::span

以上就是C++20中的span容器怎么使用的详细内容，更多关于C++20中的span容器怎么使用的资料请关注九品源码其它相关文章！