C 编程中 Span 的优点和用例是什么？

理解“跨度”的概念和实用性

在编程领域，“跨度”的概念是一个至关重要的概念用于管理和操作连续数据序列的元素。源于早期的迭代（例如“array_view”和“array_ref”），跨度本质上是一种轻量级抽象，它提供了指针和长度信息的组合，表示连续的值序列。它在 C 17 标准库中的缺席促使开发人员寻求替代实现。

何时使用 Spans

尽管 Spans 处于非标准状态，但它在以下方面仍具有巨大价值：具体场景。为了提高代码效率，当长度和分配的大小都相关时，请考虑使用跨度而不是独立指针。例如，修改通常使用指针和大小参数操作的函数：

void read_into(int* buffer, size_t buffer_size);

可以重写为：

void read_into(span<int> buffer);

此外，在解决与通过引用传递常量向量。它们提供了一个合理的替代方案，消除了挑剔的 C 专家反对的可能性。

Span 的优点

在代码中合并 Span 带来的好处超出了它们的效率。让我们深入研究一下它们的一些显着优点：

• 增强的代码表现力： Spans 实现了更简洁和更具表现力的编码风格，允许您与指针和长度组合进行交互，就好像处理标准库容器。
• 轻松的代码优化：编译器扮演一个发挥更积极的作用，从而实现可能被忽视的优化。例如，代码片段：

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

可以简化为：

int buffer[BUFFER_SIZE];
read_into(buffer);

• 增强的类型安全性：与容器不同，span指示与底层内存的非拥有关系，防止无意的资源管理冲突。
• 运行时错误预防：跨度支持运行时边界检查工具，利用 #ifndef NDEBUG 编译时标志的强大功能。
• 精确的内存所有权: 通过使用跨度，您明确承认您的代码并未声明其所指向的内存的所有权

实现的可用性

虽然不是 C 17 标准库的一部分，但有多个实现可用。核心指南的支持库 (GSL) 提供了强大的实现，而 GSL-Lite 提供了单头解决方案。对于那些寻求替代选择的人，请考虑 martinmoene/span-lite 或 tcbrindle/span，它们都需要 C 11 或更高版本。

结论

总之，跨度代表了程序员武器库中的一个有价值的工具。它们的高效设计、便利性和代码安全功能使它们成为处理连续数据序列的绝佳选择。无论您是编写 C 17 还是更早版本，选择合适的实现都可以释放跨度的强大功能，增强您的代码并简化您的开发流程。

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