std::string_view通过仅存储指针和长度来避免拷贝,提供对已有字符串的只读访问,在函数传参、切片和解析场景中显著提升性能。

在C++17中引入的std::string_view是一种轻量级的字符串“视图”类型,它不拥有字符串数据,只提供对已有字符串内容的只读访问。通过使用std::string_view,你可以避免不必要的字符串拷贝,从而显著提升性能,特别是在函数传参和频繁字符串操作的场景中。
为什么用 string_view 能避免拷贝?
std::string在传递时如果按值传递,会触发深拷贝,复制整个字符数组。而std::string_view本质上是两个成员:一个指针(指向字符串首地址)和一个长度。它只是“观察”已存在的字符串,不管理内存。
这意味着无论是从const char*、std::string还是字符串字面量构造string_view,都不会发生内存拷贝。
示例对比:
使用std::string传参(可能拷贝):
void log_string(std::string str) { std::cout << str << std::endl;}// 调用时会拷贝std::string s = "Hello";log_string(s); // 拷贝发生
改用std::string_view(零拷贝):
void log_string(std::string_view sv) { std::cout << sv << std::endl;}// 所有调用都不拷贝原始数据log_string("Hello"); // OK: 字符串字面量log_string(std::string("Hi")); // OK: 临时stringlog_string(s); // OK: string引用转为view
string_view 的常见高效用法
以下是一些典型场景,使用string_view能有效避免拷贝并提高效率。
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1. 函数参数替代 const std::string&
以前推荐用const std::string&避免拷贝,但无法直接接收字符串字面量(虽可隐式转换,但临时对象生命周期问题存在风险)。 std::string_view更通用且同样高效,支持所有字符串来源。
2. 字符串切片操作
传统方式需要substr(),返回新的std::string,产生拷贝。
std::string url = "https://example.com/path";std::string host = url.substr(8, 15); // 新字符串,拷贝了15个字符
用string_view实现零拷贝切片:
std::string_view sv_url = url;std::string_view sv_host = sv_url.substr(8, 15); // 仍是视图,无拷贝// 注意:原字符串url必须仍有效!
3. 高频解析场景(如日志、配置解析)
在解析大文本时,把各个字段提取为string_view,而不是立即转成string,可以大幅减少内存分配。
void parse_line(std::string_view line) { size_t pos = line.find(':'); if (pos != std::string_view::npos) { std::string_view key = line.substr(0, pos); std::string_view value = line.substr(pos + 1); // 后续处理key/value,无需拷贝 }}
使用注意事项与陷阱
std::string_view虽然高效,但也有关键限制:
不拥有数据:它只是一个指针+长度,原字符串生命周期必须长于string_view,否则出现悬空引用。 只读访问:不能修改内容,没有push_back或resize等操作。 小心临时对象:如下写法危险:
std::string_view bad() { std::string temp = "temp"; return temp; // 错误:temp析构后,view指向无效内存}
正确做法是确保底层字符串持久存在,比如来自全局字符串、输入参数或长期存活的对象。
何时该用 string_view?
函数只需要读取字符串内容,不修改也不长期保存。 频繁进行子串提取或解析操作。 接口需要兼容const char*、std::string和字符串字面量。
若需保存字符串副本或修改内容,仍应使用std::string。
基本上就这些。合理使用std::string_view,能在保证代码简洁的同时,大幅提升字符串处理效率。
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