就地转换 string_view答案

【问题标题】：Transforming a string_view in-place就地转换 string_view
【发布时间】：2022-01-05 19:39:19
【问题描述】：

std::transform，从 C++20 开始，声明为 constexpr. 我有一堆字符串实用函数，它们接受 std::string 参数，但很多用法最终只是传递了小而短的字符编译时的文字序列。我想我会利用这一事实并声明 constexpr 的版本并采用 std::string_views 而不是创建临时的 std::string 变量只是为了把它们扔掉......

原始STD::STRING 版本：

[[nodiscard]] std::string ToUpperCase(std::string string) noexcept {
    std::transform(string.begin(), string.end(), string.begin(), [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c, std::locale("")); });
    return string;
}

新STD::STRING_VIEW 版本：

[[nodiscard]] constexpr std::string_view ToUpperCase(std::string_view stringview) noexcept {
    std::transform(stringview.begin(), stringview.end(), stringview.begin(), [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c, std::locale("")); });
    return stringview;
}

但 MSVC 抱怨：

error C3892: '_UDest': you cannot assign to a variable that is const

有没有办法用std::string_view 调用std::transform 并将其放回std::string_view 或者我将不得不创建一个本地字符串并返回它，从而违背了使用std::string_view 的目的首先？

[[nodiscard]] constexpr std::string ToUpperCase(std::string_view stringview) noexcept {
    std::string copy{stringview};
    std::transform(stringview.begin(), stringview.end(), copy.begin(), [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c, std::locale("")); });
    return copy;
}

【问题讨论】：

string_view 是字符序列的不可变视图。它看起来但没有触摸。这就是它不需要复制任何内容来形成const char[] C 样式字符串文字的视图的全部原因。
没有办法避免复制，因为string_view 只提供 const 访问 - 这很好。您希望如何避免在auto upper = ToUpperCase("foo"); 中复制？
std::string_view 指的是一个恒定的连续序列。为什么不试试std::span<char>？
@ecatmur - 因为它会有不同的语义：就地修改。
@Eugene 这听起来像是他想要的。他在最后特别问是否有办法修改它。

标签： c++ c++20 string-view toupper tolower

【解决方案1】：

您不能就地转换 std::string_view - 如果它是从 char <em>const</em>* 构造的怎么办？

很多用法最终只是在编译时传递小而短的字符文字序列。

...但是您可以将字符串文字提升到类型级别

namespace impl {
    template<std::size_t n> struct Str {
        std::array<char, n> raw{};
        constexpr Str(char const (&src)[n + 1]) { std::copy_n(src, n, raw.begin()); }
    };
    template<std::size_t n> Str(char const (&)[n]) -> Str<n - 1>;
}
template<char... cs> struct Str { static char constexpr value[]{cs..., '\0'}; };
template<impl::Str s>
auto constexpr str_v = []<std::size_t... is>(std::index_sequence<is...>) {
    return Str<s.raw[is]...>{};
}(std::make_index_sequence<s.raw.size()>{});

...并添加一个特殊情况。一般来说，使用范围/元组多态算法可以避免这种 hack。

[[nodiscard]] constexpr auto ToUpperCase(auto str) {
    for (auto&& c: str) c = ConstexprToUpper(c); // std::toupper doesn't seem constexpr
    return str;
}
template<char... cs> [[nodiscard]] constexpr auto ToUpperCase(Str<cs...>) {
    return Str<ConstexprToUpper(cs)...>{};
}

因此，要使用针对字符文字序列优化的转换，现在写 ToUpperCase(str_v<"abc">) 而不是 ToUpperCase("abc"sv)。如果您始终希望 string_view 作为输出，请在该重载中返回 std::string_view{Str<ConstexprToUpper(cs)...>::value}。

【讨论】：

你能解释一下你取得了什么成就吗？ ToUpperCase() 的 2 个重载的使用示例以及它们在哪些方面比 OP 显示的直接实现更好？
@Eugene 是的：我的版本提供“使用 std::string_view 调用 std::transform 并将其放回 std::string_view 的方法”而不是“创建本地字符串并返回，从而破坏了首先使用 std::string_view 的目的”。
你能在你的答案中添加一个这样做的例子吗？另外，您是否在编译时创建了大写的字符串文字？
@Eugene 我已经编辑了我的答案以显示用法。是的，转换发生在编译时。
谢谢，+1，因为它展示了先进的技术，虽然我不会在生产中使用它。

【解决方案2】：

正如在一条评论中所说，span 是一种更好的词汇类型，因为可以修改单个元素。另外我不会让它nodiscard，因为即使没有分配结果它也很有用：

#include<algorithm>
#include<cassert>
#include<cctype>
#include<locale>
#include<string_view>
#include<span>

constexpr std::span<char> ToUpperCase(std::span<char> stringview) noexcept {
    std::transform(stringview.begin(), stringview.end(), stringview.begin(), [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c); });
    return stringview;
}

int main() {
    std::string a = "compiler";
    std::string b = ToUpperCase(a);
    assert( a == "COMPILER");
    assert( b == "COMPILER");
}

https://godbolt.org/z/Toz8Y9bj9

有点偏离你原来的目标... 我认为这更优雅，尽管会出现臃肿和丑陋的编译错误。在提供的案例中具有相同的效果。

我也不喜欢span（或string_view）的设计

（练习：添加概念）

template<class StringRange>
constexpr StringRange&& ToUpperCase(StringRange&& stringview) noexcept {
    std::transform(stringview.begin(), stringview.end(), stringview.begin(), [](unsigned char c) -> unsigned char { return std::toupper(c); });
    return std::forward<StringRange>(stringview);
}

https://godbolt.org/z/e9aWKMerE

我发现自己最近经常使用这个成语。

【讨论】：