什么是“跨度”？何时使用？

#1 楼

是什么？
span<T>是：

内存中某个地方的T类型的值的连续序列的非常轻量级的抽象。
基本上，struct { T * ptr; std::size_t length; }具有许多便捷方法。
非所有者类型（即“引用类型”而不是“值类型”）：它从不分配或取消分配任何东西，也不使智能指针保持活动状态。

它
什么时候应该使用它？
首先，什么时候不使用它：

不要在代码中使用它可以采用任意一对开始和结束迭代器，例如array_view，array_ref，std::sort和所有这些超通用模板化函数。
如果您有标准库容器（或Boost容器等），则不要使用它。 ），您知道该代码最适合您的代码。现在不打算何时使用它：

使用std::find_if（分别为std::copy）代替独立的span<T>（分别为span<const T>） ），则分配的长度或大小也很重要。因此，将函数替换为：

  void read_into(int* buffer, size_t buffer_size);

：

  void read_into(span<int> buffer);

为什么要使用它？为什么好呢？
跨度很棒！使用T* ...


意味着您可以使用该指针+长度/开始+结束指针的组合，就像使用花哨的，带皮筋的标准库容器一样，例如：

const T*
span

for (auto& x : my_span) { /* do stuff */ }（在C ++ 20中）



...但是大多数容器类绝对不会产生任何开销。


让编译器有时为您做更多的工作。例如，以下内容：

  int buffer[BUFFER_SIZE];
  read_into(buffer, BUFFER_SIZE);

变成以下内容：

  int buffer[BUFFER_SIZE];
  read_into(buffer);

...它将执行您想要的操作。另请参阅准则P.5。


当您希望数据在内存中连续时，是将std::find_if(my_span.cbegin(), my_span.cend(), some_predicate);传递给函数的合理选择。



不再需要强大的C ++专家的责骂！


方便静态分析，因此编译器可以帮助您捕获愚蠢的bug。


允许调试编译工具进行运行时边界检查（即std::ranges::find_if(my_span, some_predicate);的方法将在const vector<T>& ... span内进行一些边界检查代码）


表示您代码（使用跨度）不拥有指向的内存。


使用#ifndef NDEBUG的动机更大，您可以在C ++核心准则中找到它-但是您可以
但是它在标准库中吗？
编辑：是的，#endif是使用C ++ 20版本的语言添加到C ++的！
为什么只有C ++ 20吗好吧，尽管这个想法并不新鲜-它的当前形式是与C ++核心准则项目一起构思的，该项目于2015年才开始形成。花了一段时间。
如果我愿意，该如何使用？是否正在编写C ++ 17或更早版本？
它是《核心准则》支持库（GSL）的一部分。实现：

Microsoft / Neil Macintosh的GSL包含一个独立的实现：span


GSL-Lite是整个GSL的单头实现（不是这样）大，请放心），包括std::span。

GSL实现通常假定平台实现了C ++ 14支持[11]。这些替代的单头实现不依赖于GSL工具：


gsl/span需要C ++ 98或更高版本

span<T>需要C ++ 11或更高版本

请注意，这些不同的span实现在其附带的方法/支持功能方面有所不同。并且它们也可能与C ++ 20中标准库采用的版本有所不同。

进一步阅读：您可以在C ++ 17，P0122R7之前的最终正式建议中找到所有详细信息和设计注意事项：跨度：Neal Macintosh和Stephan J. Lavavej编写的对象序列的边界安全视图。不过有点长。另外，在C ++ 20中，跨度比较语义发生了变化（紧随Tony van Eerd的这篇简短论文之后）。

#2 楼

span<T>是这样的：

template <typename T>
struct span
{
    T * ptr_to_array;   // pointer to a contiguous C-style array of data
                        // (which memory is NOT allocated or deallocated 
                        // by the span)
    std::size_t length; // number of elements in the array

    // Plus a bunch of constructors and convenience accessor methods here
}

它是围绕C样式数组的轻量级包装器，当C ++开发人员使用C库并希望将其与C ++样式的数据容器包装在一起时，它们便成为首选。用于“类型安全”和“ C ++-ishness”和“ feelgoodery”。 :)

进一步：
@einpoklum在这里介绍span的含义方面做得很好。但是，即使在阅读了他的答案之后，对于跨领域的新手来说，仍然很容易会遇到一连串的思想流问题，而这些问题并未得到完全回答，例如：

如何与C阵列不同的span？为什么不只使用其中之一？似乎只是已知尺寸的那些之一...
听起来像是std::array，span与此有何不同？
提醒我，不是吗像std::vector一样std::array？
我很困惑。 :(什么是span？

所以，这方面还有一些其他的清晰度：
他的答案的直接报价-我的加粗文字和括号内的注释以及我对斜体的强调：

是什么？


span<T>是：




连续序列的非常轻量级的抽象基本上在内存中某个地方的类型为T的值。
带有多个便捷方法的单个结构{ T * ptr; std::size_t length; }。（请注意，这与std::array<>明显不同，因为span通过指向类型的指针启用了与std::array相当的便捷访问器方法。 T和类型T的长度（元素数），而std::array是一个实际的容器，其中包含一个或多个T类型的值。）

非所有者类型（即“引用类型”而不是“值类型”）：它永远不会分配或取消分配任何东西，也不会使智能指针保持活动状态。



它以前被称为一个array_view，甚至更早于array_ref。

这些大胆的部分对于理解您的个人至关重要，因此请不要错过或误读它们！ span不是结构的C数组，也不是T类型的C数组的结构加上数组的长度（本质上就是std::array容器的长度），NOR也不是它的C数组指向T类型的指针的结构加上长度，但是它是一个包含一个指向T类型的单个指针和长度的单个结构，该长度是指针所指向的连续内存块中元素的数量（属于T类型） T指向！这样，使用span唯一增加的开销就是用于存储指针和长度的变量，以及span提供的任何便利访问器函数。
这与std::array<>类似，因为std::array<>实际上为整个连续块分配内存，这是不喜欢的std::vector<>，因为std::vector基本上只是std::array，每次填满并尝试添加其他内容时，它也会动态增长（通常大小增加一倍）。一个std::array的大小是固定的，一个span甚至不管理它所指向的块的内存，它仅指向该内存块，知道该内存块有多长时间，知道C中的数据类型。数组，并提供方便的访问器功能来处理该连续内存中的元素。
它是C ++标准的一部分：
std::span是C ++ 20以来的C ++标准的一部分。您可以在这里阅读其文档：https://en.cppreference.com/w/cpp/container/span。要了解今天如何在C ++ 11或更高版本中使用Google的absl::Span<T>(array, length)，请参见下文。
概述和主要参考资料：


std::span<T, Extent>（Extent =“序列中的元素，如果动态，则为std::dynamic_extent。“跨度仅指向内存并使其易于访问，但无法对其进行管理！）：
https://zh.cppreference.com/w/cpp/container/span

std::array<T, N>（请注意，其尺寸为N固定大小！）：
https://en.cppreference.com / w / cpp / container / array
http://www.cplusplus.com/reference/array/array/

std::vector<T>（根据需要自动动态增大尺寸）：
https://en.cppreference.com/w/cpp/container/vector
http://www.cplusplus.com/reference/vector/vector/

如何使用在今天的C ++ 11或更高版本中使用span？
Google以其“ Abseil”库的形式开源了其内部C ++ 11库。该库旨在提供C ++ 14至C ++ 20以及在C ++ 11及更高版本中可用的其他功能，以便您可以在今天使用明天的功能。他们说：

与C ++标准的兼容性


Google开发了许多抽象，这些抽象与C ++ 14，C ++中包含的功能匹配或紧密匹配17岁及以后。使用这些抽象的Abseil版本，即使您的代码在C ++ 11后的世界中还没有准备就绪，您现在也可以使用这些功能。这里有一些关键的资源和链接：

主站点：https://abseil.io/

https://abseil.io/docs/cpp/
GitHub存储库：https：// github.com/abseil/abseil-cpp


span.h标头和absl::Span<T>(array, length)模板类：https://github.com/abseil/abseil-cpp/blob/master/absl/types /span.h#L153


其他参考文献：

C ++中带有模板变量的结构
维基百科：C ++类
默认可见性C ++类/结构成员