std::span是C++20引入的非拥有式连续内存视图,用于安全替代指针与长度组合。它可指向数组、vector等容器片段,支持边界检查、静态或动态大小指定,并提升函数参数传递的安全性与灵活性,避免数据复制。

在C++20中,std::span 是一个轻量级、非拥有式的数组视图,用于安全地传递数组或连续内存块的引用,而无需复制数据。它替代了原始指针和长度组合(如 T* 和 size_t)的传统做法,提升了代码的安全性和可读性。
什么是 std::span?
std::span 并不拥有其所指向的数据,只是提供对已有连续内存区域的视图。它可以指向数组、std::array、std::vector 或任何满足连续存储要求的容器片段。
它的主要优势包括:
避免手动管理指针和长度支持边界检查(在调试中启用)可静态或动态指定元素数量与现有容器无缝集成
如何包含和使用 std::span
要使用 std::span,需要确保编译器支持 C++20,并包含头文件 :
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#include
#include
#include iostream>
示例:用 span 封装 vector 的一部分
std::vector vec = {1, 2, 3, 4, 5};
std::span s(vec.data() + 1, 3); // 指向 2,3,4
for (int x : s) {
std::cout }
创建 span 的多种方式
std::span 可以从多种数据结构构造:
原生数组:
int arr[] = {10, 20, 30};
std::span s1(arr);std::array:
std::array a = {1.1, 2.2, 3.3};
std::span s2(a);std::vector:
std::vector v = {‘a’,’b’,’c’};
std::span s3(v);指定起始和长度:
std::span s4(v.data() + 1, 2); // b, c
静态 vs 动态维度
std::span 支持在编译期确定大小的静态维度:
std::span s(arr); // 明确知道是3个int
// 此时 size() 是 constexpr,可用于编译期计算
如果不确定大小,使用动态维度:
std::span s(vec); // 大小运行时决定
混合形式也允许前几维固定,例如多维数组场景(C++20 支持 1D span,多维需自行构建)。
常见用途与建议
推荐将 std::span 用于函数参数,代替 T* + len 或 const std::vector&:
void process(std::span data) {
if (!data.empty()) {
float avg = 0;
for (float v : data) avg += v;
avg /= data.size();
}
}
这样既接受 vector、array,也能处理子区间,接口更灵活。
注意:不要返回局部数组的 span,因为数据会随作用域结束失效。
基本上就这些。std::span 简化了对连续内存的安全访问,是现代 C++ 中处理“只读视图”场景的理想选择。
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