C++-span

引入

看看如下函数定义：

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DoSomething(char (&arr) [10]);     // 10个元素的数组, sizeof(arr)==10*sizeof(char)==10
DoSomething(char arr[]);           // arr退化为指针, sizeof(arr)==sizeof(char*)
DoSomething(char *arr, size_t n);  // 处理任意含n个char的连续内存

通常我们为了程序的复用性，会使用最后DoSomething(char *arr, size_t n);的形式，通过传入字符指针和长度灵活处理。但可能出现以下情况：

1 2	char str[10]; DoSomething(str, 20);

可能造成数组越界问题，如果需要解决这个问题，则需要进行如下繁琐操作：

1 2	char str[10]; DoSomething(str, sizeof(str)/sizeof(str[0]));

这里，引入std::span，用于范围检查。cppreference中对其的解释是类模板 span 所描述的对象能指代对象的相接序列，序列的首元素在零位置。 span 能拥有静态长度，该情况下序列中的元素数已知并编码于类型中，或拥有动态长度。典型实现只保有两个成员：指向 T 的指针和大小。

详解

std::span是指向一组连续的对象的对象, 是一个视图view, 不是一个拥有者owner。

一组连续的对象可以是 C 数组, 带着大小的指针, std::array, 或者std::string。

std::span可以有两种范围：

静态范围static extend：编译期就可以确定大小；
动态范围dynamic extend：由指向第一个对象的指针和连续对象的大小组成；

#include <ranges>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <span>
#include <format>
 
void printSpan(std::span<int> container)
{
    std::cout << container.size();
}

int main()
{
    std::vector v1{1, 2, 3, 4, 5, 8};
    std::vector v2{9, 2, 4, 2, 6, 78};
     
    std::span<int> dynamicSpan(v1);
    std::span<int, 6> staticSpan(v2);
     
    printSpan(dynamicSpan);
    printSpan(staticSpan);
}

总结

无法确定长度的连续内存数组形参都可以使用std::span。