为什么我应该将 std::span 而不是 std::vector& 传递给 function？

Question

我知道这可能与什么是“跨度”以及何时应该使用“跨度”这个问题重叠？ ，但我认为问题的这个特定部分的答案非常令人困惑。 一方面，有这样的引用：

如果您有一个您知道适合您的代码的标准库容器（或 Boost 容器等），请不要使用它。 它并不打算取代其中任何一个。

但在同一个答案中，出现了以下语句：

当您希望您的数据在 memory 中是连续的时，这是将 const vector& 传递给函数的合理替代方法。 再也不用被高大上的C++大师骂了！

那么我没有到达这里的哪一部分？ 我什么时候会这样做：

void foo(const std::vector<int>& vec) {}

什么时候？

void foo(std::span<int> sp) {}

还有，这会

void foo(const std::span<int> sp) {}

有什么意义吗？ 我认为它不应该，因为std::span只是一个struct ，包含一个指针和长度。 但是，如果它不阻止您更改作为参数传递的std::vector的值，它如何替换const std::vector<T>& ？

Answer 1

传递std::vector<int> const&的等价物不是std::span<int> const ，而是std::span<int const> 。 跨度本身是否为 const 并不会真正改变任何东西，但更多的 const 肯定是好的做法。

那么什么时候应该使用呢？

我会说它完全取决于您在示例中省略的 function 的主体。

例如，我仍然会为这种函数传递一个向量：

std::vector<int> stored_vec;

void store(std::vector<int> vec) {
    stored_vec = std::move(vec);
}

这个 function 确实存储了向量，所以它需要一个向量。 这是另一个例子：

void needs_vector(std::vector<int> const&);

void foo(std::vector<int> const& vec) {
    needs_vector(vec);
}

如您所见，我们需要一个向量。 使用跨度，您必须创建一个新向量并因此进行分配。

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对于这种功能，我会传递一个跨度：

auto array_sum(std::span<int const> const values) -> int {
    auto total = int{0};

    for (auto const v : values) {
        total += v;
    }

    return total;
}

如您所见，这个 function 不需要向量。

即使您需要改变范围内的值，您仍然可以使用 span：

void increment(std::span<int> const values) {
    for (auto& v : values) {
        ++v;
    }
}

对于 getter 之类的东西，我也倾向于使用跨度，以免暴露对 class 成员的直接引用：

struct Bar {
    auto get_vec() const -> std::span<int const> {
        return vec;
    }

private:
    std::vector<int> vec;
};

Answer 2

关于传递&std::vector和传递std::span之间的区别，我可以想到两件重要的事情：

• std::span允许您仅传递您希望 function 查看或修改的数据，而不是整个向量（并且您不必传递开始索引和结束索引）。 我发现这对于保持代码干净是非常必要的。 毕竟，您为什么要让 function 访问超出其需要的数据？
• std::span可以从多种类型的容器中获取数据（例如std::array 、 std::vector 、C 风格的数组）。

当然，这也可以通过传递 C 风格 arrays 来完成 - std::span只是 C 风格 arrays 的包装，增加了一些安全性和便利性。

Answer 3

两者之间的另一个区别：为了修改 function 中拥有vector的大小（例如，通过std::vector::assign或std::vector::clear ），您宁愿传递std::vector&而不是一个std::span ，因为span不提供这些功能。

您可以修改std::span的内容，但不能更改其大小。