如何在 C 中使用 std::string 有效处理 UTF-8 字符串？

使用 std::string 在 C 中处理 UTF-8

背景信息

Unicode： Unicode 是国际标准用于编码各种语言和文字的字符。

代码点和字素簇：Unicode 字符映射到代码点，并且代码点组可以形成字素簇（例如，某些变音符号） .

UTF 编码： UTF-8、UTF-16 和 UTF-32 是常见的 Unicode 编码，其中 X 表示每个代码单元的位数。

Unicode 的 std::string 和 std::wstring

std::wstring 限制： wchar_t 在 Windows 上通常为 16 位，这可能无法充分表示所有代码点。请考虑 std::u32string (std::basic_string)。

内存表示和转换： 内存中表示（std::string 或 std::wstring）不同来自磁盘上的表示形式（例如 UTF-8），因此可能需要转换。

在 std::string 中处理 UTF-8

优点：

• 由于 8 位代码单元，内存占用更小。
• 向后兼容 ASCII。

注意事项：

• std::string::size() 返回字节数，而不是代码点。
• 像 str[i] 这样的操作可以访问单个字节，而不是代码点。
• 使用 std::string::substr(n, width) 检索特定宽度（以字节为单位）的子字符串。
• 正则表达式可能无法正确处理非 ASCII 字符的字符类或重复。使用括号显式指定重复序列。

在 std::string 和 std::u32string 之间进行选择

• 性能： std::string可能性能更高。
• 字素簇： std::u32string 简化了字素簇处理。
• 与其他软件交互： 使用 std:: string 如果与使用 std::string 或 char/char const.

处理 UTF-8 格式的字素簇

• 考虑支持 Unicode 的库： 像 ICU 这样的库可以有效地处理字素簇。
• 使用迭代器： 使用迭代器迭代代码点而不是字节，例如 std::string ::begin() 和 std::string::end().
• 编码和解码代理对： 对于跨越多个字节的扩展代码点，将它们编码为代理对并解码以便正确处理。

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