`std::string_view`（c++17）和 `std::stringstream` 使用区别·

std::string_view 和 std::stringstream 都是 C++ 中处理字符串的工具，但它们的设计目标和使用场景非常不同。我们可以通过几方面进行对比。

1. 设计目的和核心功能

std::string_view:
- 设计用于只读访问字符串或字符序列。
- 是一个轻量级的字符串视图，不会持有字符串的数据，仅仅是对现有字符串的引用。
- 适合高效地操作已有字符串或进行快速读取（例如子串操作、比较等），没有额外的内存分配。
  
  std::string_view 是 C++17 引入的一种轻量级的字符串视图类型，它提供了一种非常高效的方式来引用和操作现有的字符串（或字符数组）而不需要复制数据。

什么是 `std::string_view`

std::string_view 本质上是一个不可变的字符串引用，它可以指向现有的字符串数据（例如 std::string、C 风格的字符串数组等），而不实际拥有这些数据。

它的作用是让你能够高效地查看或操作某个字符串的子集，而不必进行额外的内存分配或数据拷贝。

为什么使用 `std::string_view`

避免不必要的拷贝: 传统的 std::string 在传递和处理时通常会复制数据，而 std::string_view 仅仅是一个对已有字符串的引用，避免了数据的复制和重新分配，提高了性能。
适用于只读操作: 如果你只需要读取字符串的内容而不需要修改，std::string_view 是一个很好的选择。
兼容性: std::string_view 可以直接从 std::string 或 C 风格字符串创建，并且使用起来十分灵活。
子串操作效率高: 使用 std::string_view 可以轻松地处理字符串的子串而不引起额外的内存分配。

`std::string_view` 的基本用法

#include <iostream>

#include <string>

#include <string_view>

int main() {

    // 从 C 风格字符串创建 string_view

    const char* cstr = "Hello, World!";

    std::string_view sv1(cstr);

    // 从 std::string 创建 string_view

    std::string str = "Hello, C++!";

    std::string_view sv2(str);

    // 输出 string_view 的内容

    std::cout << "String view 1: " << sv1 << std::endl;

    std::cout << "String view 2: " << sv2 << std::endl;

    // 获取子串 (不分配新内存)

    std::string_view sv3 = sv2.substr(0, 5); // "Hello"

    std::cout << "Substring view: " << sv3 << std::endl;

    // 遍历 string_view

    for (char ch : sv3) {

        std::cout << ch << ' ';

    }

    std::cout << std::endl;

    return 0;

}

常用操作

构造:

std::string_view sv1("Hello");  // 从 C 字符串构造

std::string_view sv2(str);      // 从 std::string 构造

子串操作:

std::string_view sv = "Hello, C++!";

std::string_view sub_sv = sv.substr(0, 5);  // 获取 "Hello"

std::string_view 是 C++17 引入的一个轻量级字符串类，用于表示字符串的视图而不实际复制字符串。它的 substr 方法用于获取指定范围内的子字符串视图。

方法原型

std::string_view substr(size_type pos = 0, size_type count = npos) const noexcept;

参数

pos：起始位置，默认为 0。
count：要提取的字符数，默认为 npos（即直到字符串结束）。

返回值

返回一个新的 std::string_view，表示从 pos 开始的 count 个字符。

使用示例

#include <iostream>

#include <string_view>

int main() {

    std::string_view str = "Hello, World!";

    // 获取从索引 7 开始的子字符串

    std::string_view subStr = str.substr(7);

    std::cout << "Substring: " << subStr << std::endl; // 输出 "World!"

    // 获取从索引 0 开始的 5 个字符

    std::string_view subStr2 = str.substr(0, 5);

    std::cout << "Substring: " << subStr2 << std::endl; // 输出 "Hello"

    return 0;

}

边界检查：如果 pos 超过 std::string_view 的长度，会导致未定义行为。可以使用 size() 方法来确保 pos 是有效的。
不进行拷贝：std::string_view 并不持有字符串的所有权，因此它的生命周期与原始字符串相关联。如果原始字符串在 std::string_view 被使用后被销毁，将导致悬挂引用。
性能优势：使用 std::string_view 可以避免不必要的字符串拷贝，适合在需要频繁操作字符串的情况下使用。

长度:

std::size_t len = sv.length();  // 获取字符串的长度

访问元素:

char first_char = sv[0];  // 访问第一个字符

比较:
```
if (sv == "Hello") {

    // 相等

}
```

注意事项

寿命管理: std::string_view 不拥有其指向的数据，因此必须确保它指向的字符串在 std::string_view 使用期间有效。否则会导致悬空引用的问题。
不可修改: std::string_view 是只读的，不能修改它指向的字符串内容。如果需要修改，应该使用 std::string 或其他可变的字符串类型。

std::stringstream:
- 设计用于字符串的读写操作，类似于内存中的字符流（和 std::cin 或 std::cout 类似）。
- 持有字符串数据，能够进行字符串的格式化操作（如插入、提取等）。
- 适合动态生成或修改字符串的场景，比如构建一个复杂的字符串或从字符串中提取特定类型的数据。

2. 性能比较

std::string_view:
- 高效：不进行内存拷贝或数据持有，操作时间复杂度通常为常数时间。
- 适用于只读访问已有字符串，非常适合处理子串或无需修改的字符串。
- 缺点：只能对已有的字符串或字符数组操作，不能修改数据或进行复杂的字符串拼接等操作。
std::stringstream:
- 灵活：可以动态构建、修改和操作字符串。
- 相对较慢：由于 std::stringstream 需要动态分配内存并持有数据，在处理大量数据时会有性能开销。
- 缺点：不适合只读访问已有的字符串。它的设计目标是进行读写和格式化操作。

3. 使用场景

std::string_view 适合的场景：
- 高效读取已有字符串（比如处理输入字符串的子串）。
- 解析静态字符串或从已有的数据块中获取特定内容。
- 只需要读取，而不需要修改字符串的地方，尤其是在性能敏感的场合。
```
std::string_view sv("Hello, World!");

if (sv.substr(0, 5) == "Hello") {

    std::cout << "Substring match!" << std::endl;

}
```
std::stringstream 适合的场景：
- 需要对字符串进行格式化、拼接、插入、修改等操作。
- 需要将数据从其他类型（如 int、double 等）转换为字符串，或从字符串中提取数据。
```
std::stringstream ss;

ss << "Number: " << 42 << ", Float: " << 3.14;

std::string result = ss.str();  // "Number: 42, Float: 3.14"
```

4. 数据所有权和内存管理

std::string_view:
- 不拥有字符串的所有权，只是对现有字符串的引用。用户需要确保引用的字符串在 string_view 的生命周期内有效。
- 由于它不拷贝数据，内存管理效率很高。
std::stringstream:
- 持有字符串数据，意味着它会管理数据的内存分配和释放。在进行复杂的字符串拼接和操作时，可能会引起多次内存分配和拷贝。

5. 字符串修改

std::string_view:
- 不允许修改字符串，因为它是一个只读视图。只能访问而不能更改内容。
std::stringstream:
- 允许修改字符串，可以向流中添加、删除或提取数据。

6. 代码对比

std::string_view 例子（只读访问）：

std::string str = "Hello, World!";

std::string_view sv(str);

std::cout << sv.substr(7, 5);  // 输出: "World"

std::stringstream 例子（读写操作）：

std::stringstream ss;

ss << "Hello, " << "World!";

std::string result = ss.str();  // result 是 "Hello, World!"

7. 总结

std::string_view 是高效处理只读字符串的工具，适用于不需要修改数据的场合，主要用于提高性能。
std::stringstream 则是用于处理字符串的动态操作，如格式化、拼接、转换等，适合需要读写字符串的场景。

根据实际需求选择合适的工具。如果你只需要高效读取字符串内容而不修改，std::string_view 更合适；如果你需要操作或构造字符串，std::stringstream 则是更好的选择。