如何在 C 中有效处理 Unicode 数据，特别是在使用 UTF-8 编码字符串和 std::string 类时？

如何在 C 中有效利用带有 UTF-8 的 std::string

简介：
工作同时使用多种语言，特别是涉及中文和英文等不同文字的语言，经常会提出如何在 C 中有效处理 Unicode 数据的问题。为此目的，通常建议使用 std::string，但了解其局限性和 UTF-8 处理的最佳实践至关重要。

使用 std::string 的 UTF-8：关键注意事项
std::string 表示原始字节格式的数据，与编码无关。对于 UTF-8，每个代码点可以由一个或多个代码单元表示。在处理索引、查找和正则表达式匹配等操作时，需要小心谨慎。

索引和代码点边界：
使用 str[i] 对 std::string 建立索引直接访问位置 i 处的一个字节。但是，在 UTF-8 中，一个代码点可以跨越多个字节。为了避免意外分割代码点，最好使用适当的迭代器或字符串视图方法，例如 std::string_view::begin() 和 std::string::data()。

查找和字形簇边界：
std::string::find_first_of() 和正则表达式等函数可能无法准确定位 UTF-8 中的代码点或字素簇。这是因为它们通常对字节而不是逻辑字符单元进行操作。为了确保正确的结果，请考虑使用 ICU 等支持 Unicode 的库。

正则表达式和 UTF-8：
正则表达式中的基本字符串搜索模式通常适用于 UTF-8，如下所示字符序列与字节序列相同。但是，字符类的行为可能不符合预期。此外，由于字节级比较，将重复器应用于非 ASCII 字符可能需要格外小心。

std::string 与 std::wstring 与 std::u32string：决策标准：
选择合适的字符串类型取决于应用程序的具体要求和约束。

• std::wstring: 为宽字符（wchar_t）提供更好的支持，但可移植性受到限制，因为 wchar_t 在 Windows 上只有 16 位。
• std::u32string: 由于其 32 位字符大小，不太容易发生代码点的意外分割，但它的内存占用可能会更大。
• std::string: 由于其紧凑的表示形式，UTF-8 提供了更好的性能，但需要仔细处理代码点边界和字形簇分割。

最终，最好的方法是评估您的应用程序的要求并选择适当的字符串类型。

结论：
使用 std::string 在 C 中实现 UTF-8 处理需要仔细考虑处理代码点边界、字素簇以及索引、查找和正则表达式等操作的使用匹配。保持对底层实现和潜在限制的了解对于在应用程序中成功处理 UTF-8 至关重要。

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