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c++20 std::span怎么用 c++轻量级数组视图【教程】

尼克
发布： 2025-12-24 09:49:29
原创
518人浏览过
std::span是C++20引入的轻量非拥有型数组视图，仅存ptr和size，适用于函数参数等场景；可从数组、vector等构造，支持subspan、range-for等操作，但下标访问无内置越界检查。

c++20 std::span怎么用 c++轻量级数组视图【教程】

std::span 是 C++20 引入的轻量级、非拥有型数组视图，它不管理内存，只保存指向数据的指针和元素个数，开销极小（通常仅两个字段：ptr + size），适合函数参数传递、边界安全封装、泛型容器适配等场景。

基本用法：构造 span

span 可从原生数组、std::array、std::vector、C 风格指针+长度等安全构造：

  • 从原生数组自动推导大小：int arr[] = {1, 2, 3}; std::span s{arr}; // size=3
  • 显式指定范围：std::span s{arr, 2}; // {1, 2}
  • 从 std::vector：std::vector v = {4,5,6,7}; std::span s{v};
  • 从指针+长度（需确保生命周期足够）：std::span s{ptr, n};

常用操作与安全特性

span 提供类似容器的接口，但所有操作都不越界（编译期或运行期检查取决于上下文）：

  • s.data() 获取原始指针，s.size() 获取长度，s.empty() 判空
  • s[i] 支持下标访问（无越界检查，行为同原生指针）
  • s.subspan(1, 2) 截取子视图（如从索引 1 开始取 2 个元素）
  • 支持范围 for 循环：for (int x : s) { ... }
  • 注意：span 本身不检查访问越界，但配合 std::span::operator[] 在调试模式下部分标准库实现可能启用断言；真正安全需靠静态分析或手动检查 i

作为函数参数 —— 替代 T* + size_t 的现代写法

这是 span 最典型、最实用的场景，提升接口清晰度与安全性：

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  • 旧写法：void process(int* data, size_t n);
  • 新写法：void process(std::span data);
  • 调用更自然：process(v); process(arr); process({ptr, len});
  • const 限定明确表达只读意图，且编译器能静态拒绝传入不兼容类型（如 string）

注意事项与常见误区

span 是“视图”，不是容器，使用时务必注意生命周期：

  • 不要返回局部数组的 span：std::span bad() { int a[3] = {}; return {a}; } // 悬垂指针！
  • span 不持有所有权，其有效性完全依赖所指向内存的生命周期
  • 不能直接用 span 初始化 vector 或其他拥有型容器（需用 std::vector(s.begin(), s.end())）
  • 动态大小 span（std::span）是主流；固定大小（std::span）可在编译期校验长度，但灵活性低，慎用

以上就是c++++20 std::span怎么用 c++轻量级数组视图【教程】的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

相关标签：
c++ 标准库 String Array for 封装 const int void 循环 指针 接口 operator 泛型 len

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