从函数返回 string_view

Question

我正在编写很多 string_view 擅长的解析器代码，并且喜欢这种类型。我最近阅读了 ArthurO'Dwyer 的文章 std::string_view is a borrow type，他在文章中得出的结论是 string_view（和其他“借用类型”）只要“......仅作为函数参数和 for 循环控制变量出现”就可以使用。 （有几个例外）。

但是，我最近开始使用 string_view 作为将枚举转换为字符串（我经常使用）的函数的返回值，例如 Compiler Explorer:

#include <iostream>
#include <string>
#include <array>
#include <algorithm>

enum class Color
{
    red, green, blue, yellow,
    last // Must be kept last
};
constexpr std::string_view toString(Color color); 

// The rest would normally be in a .cpp file

using cts = std::pair<Color, std::string_view>;
constexpr std::array colorNames = {cts{Color::red, "red color"},
                            cts{Color::green, "green color"},
                            cts{Color::blue, "blue color"},
                            cts{Color::yellow, "yellow color"}};

static_assert(colorNames.size() == static_cast<size_t>(Color::last));

constexpr std::string_view toString(Color color)
{
    // Normally calling a library function (which also checks for no match), instead of this:
    return std::ranges::find(colorNames, color, &cts::first)->second;
}

int main()
{
    auto s1 = toString(Color::green);
    auto s2 = toString(Color::blue);

    std::cout << s1 << ' ' << s2 << std::endl;
}

我这样做的原因是：

1. 通过将它作为 string_view 存储在数组中，我可以将整个表设为 constexpr。
2. 通过直接返回string_view，不需要转换字符串表示，所以整个函数可以是constexpr，或者至少避免使用非constexpr参数调用时创建不必要的字符串。
3. 拥有表 constexpr 的一个副作用是我可以使用 static_assert 检查枚举的所有元素是否都在表中，这对于捕获枚举的添加非常有用。我真的不喜欢将“最后一个”枚举值放在那里，但我没有看到更好的解决方案。

所以我的问题是真的，以这种方式返回 string_view 是否不安全（或 UB），或者我可以良心继续这样做吗？

或者，有没有更好（更快/更安全）的方法来解决这个枚举到字符串的一般问题？

补充：在阅读了 G. Sliepen 的非常好的回答之后，我想在他的回答中添加我的评论：我也经常有相反的功能，例如：

constexpr Color fromString(string_view str)
{
  // No-match handling omitted
  return std::ranges::find(colorNames, color, &cts::second)->first;
}

在这些情况下，我确实需要将翻译作为单独的表格，以便两个函数都可以使用它。但在许多其他情况下，包含 switch 语句的函数是最简单和最好的。

Answer 1

以这种方式返回 string_view 是不安全的（或 UB），或者我可以良心继续这样做？

是的。你使用它的方式完全没问题。 toString 函数返回的 string_view 形成了一个数据视图，该视图在程序终止之前将保持不变。

或者，有没有更好（更快/更安全）的方法来解决这个枚举到字符串的一般问题？

您可以创建一个 constexpr 函数，其中包含 switch 语句，如下所示：

constexpr std::string_view toString(Color color)
{
    switch (color) {
    case Color::red:   return "red";
    case Color::green: return "green";
    ...
    }
}

如果函数在编译时进行评估，效率应该没有差异。但是编译器可以检查您是否为所有可能的Colors 添加了case-statements，如果没有，它会发出警告。这样也不需要Color::last。

让enum 和std::array 或switch 语句保持同步可能很烦人，尤其是在您有大量枚举值的情况下。 X macros 在这里可能会有所帮助。