Was ist std::span und wann sollte ich es in meinem C-Code verwenden?

Span: Eine leichte Abstraktion für zusammenhängende Datensequenzen

In letzter Zeit gibt es verstärkt Diskussionen über die Verwendung von span in C. Es besteht jedoch weiterhin Verwirrung über seine Definition und die angemessene Verwendung. Ziel dieses Artikels ist es, das Konzept von span und bieten Einblicke in seine Vorteile und Anwendungen.

Span verstehen

Eine Spanne ist eine leichtgewichtige Abstraktion, die eine zusammenhängende Folge von im Speicher gespeicherten Werten vom Typ T darstellt. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Struktur, die einen Zeiger auf den Anfang der Sequenz und deren Länge in Elementen enthält. Im Gegensatz zu Zeigern ist span enthält zusätzliche Informationen über die Grenzen der Daten und ermöglicht so grenzensichere Vorgänge.

Wann sollte Span verwendet werden

While span kann in verschiedenen Szenarien verwendet werden. Es ist wichtig, seine Verwendung dort zu vermeiden, wo ein Iteratorpaar oder ein Bereich (wie in C 20) ausreicht. Erwägen Sie stattdessen die Verwendung von span in den folgenden Situationen:

• Wenn die zugewiesene Länge/Größe wichtig ist: Ersetzen Sie Funktionssignaturen wie void read_into(int* buffer, size_t buffer_size) durch void read_into(span buffer ).

Vorteile von Span

Adopting span bringt mehrere Vorteile:

• Erweiterte Funktionalität: span bietet eine praktische Syntax und umfassende Funktionalität, sodass Sie über Elemente iterieren, Suchen durchführen und Spans vergleichen können.
• Compiler-Unterstützung: Der Compiler kann häufig mit span geschriebenen Code optimieren Dies führt zu einer vereinfachten Syntax und einer verbesserten Leistung.
• Erhöhte Sicherheit: span umfasst die Überprüfung von Grenzen, die dazu beitragen kann, Fehler im Zusammenhang mit dem Überschreiben von Daten außerhalb der vorgesehenen Grenzen zu verhindern.
• Effiziente Speicherverwaltung: Als span ist ein nicht besitzender Typ, der keinen Speicher zuweist oder freigibt, was den Overhead reduziert.

Verfügbarkeit von Span

In C 20, std: :span wurde als Teil der Standardbibliothek eingeführt. Für frühere C-Versionen ist es jedoch über Bibliotheken von Drittanbietern wie der Core Guidelines Support Library (GSL) und GSL-Lite verfügbar.

Fazit

span ist ein wertvolles Tool, das eine einfache und sichere Abstraktion für die Verarbeitung zusammenhängender Datensequenzen bietet. Seine Vielseitigkeit und Benutzerfreundlichkeit machen es zu einer ausgezeichneten Wahl für verschiedene Programmieraufgaben, insbesondere wenn es um Speicherverwaltung und grenzensichere Operationen geht.

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