分配 std::vector<std::byte> 到 std::vector<char> 不复制 memory</char></std::byte>

Question

我有一个返回std::vector<std::byte>的 function

我知道std::byte不是字符类型也不是整数类型，并且只能通过类型转换将其转换为 char 。 到目前为止，一切都很好。

所以我想（在我知道向量只包含字符数据的情况下）使用 std:: 将底层缓冲区的所有权从std::vector<std::byte>转移到 std std::move std::vector<char> std::move ，以避免复制整个底层缓冲区。

当我尝试这样做时，我收到此错误：

不存在从“std::vector<std::byte, std::allocatorsstd::byte>”到“std::vector<char,std::allocator>”的合适的用户定义转换

使用 C++ 是否有可能？ 我认为有真正的用例想要这样做

Answer 1

我可能会将数据留在原始vector<byte>中，并制作一个小的 class 来保留对原始vector<byte>的引用，并在需要时进行必要的转换。

例子：

#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <vector>

template<typename T>
struct char_view {
    explicit char_view(std::vector<T>& bytes) : bv(bytes) {}

    char_view(const char_view&) = default;
    char_view(char_view&&) = delete;
    char_view& operator=(const char_view&) = delete;
    char_view& operator=(char_view&&) = delete;

    // capacity
    size_t element_count() const { return bv.size(); }
    size_t size() const { return element_count() * sizeof(T); }

    // direct access
    auto data() const { return reinterpret_cast<const char*>(bv.data()); }
    auto data() { return reinterpret_cast<char*>(bv.data()); }

    // element access
    char operator[](size_t idx) const { return data()[idx]; }
    char& operator[](size_t idx) { return data()[idx]; }

    // iterators - with possibility to iterate over individual T elements
    using iterator = char*;
    using const_iterator = const char*;

    const_iterator cbegin(size_t elem = 0) const { return data() + elem * sizeof(T); }
    const_iterator cend(size_t elem) const { return data() + (elem + 1) * sizeof(T); }
    const_iterator cend() const { return data() + size(); }

    const_iterator begin(size_t elem = 0) const { return cbegin(elem); }
    const_iterator end(size_t elem) const { return cend(elem); }
    const_iterator end() const { return cend(); }
    
    iterator begin(size_t elem = 0) { return data() + elem * sizeof(T); }
    iterator end(size_t elem) { return data() + (elem + 1) * sizeof(T); }
    iterator end() { return data() + size(); }

private:
    std::vector<T>& bv;
};

int main() {
    using std::byte;

    std::vector<byte> byte_vector{byte{'a'}, byte{'b'}, byte{'c'}};

    char_view cv(byte_vector);

    for(char& ch : cv) {
        std::cout << ch << '\n';
    }
}

Output：

a
b
c

如果您只需要const访问，一个更简单的选择可能是创建一个string_view ：

template<typename T>
std::string_view to_string_view(const std::vector<T>& v) {
    return {reinterpret_cast<const char*>(v.data()), v.size() * sizeof(T)};
}
//...
auto strv = to_string_view(byte_vector);

Answer 2

std::vector不允许附加或分离到 memory 分配，除了从完全相同类型的向量移动。 这已被提出，但人们对附加分配器等提出了（有效的）反对意见。

function 返回vector<byte>会限制您使用vector<byte>作为数据容器，除非您想将数据复制出来。

当然，您可以将字节别名为char就地进行字符操作。

Answer 3

您可以通过强制转换来实现这一点，如下所示。 这是合法的，因为转换是针对char引用（如果转换为任何其他类型，它将是 UB），但是至少使用 gcc，您仍然必须使用-fno-strict-aliasing编译它以使编译器警告静音。 无论如何，这是演员表：

std::vector <char> char_vector = reinterpret_cast <std::vector <char> &&> (byte_vector);

这是一个现场演示