第 25 章 字符串操作全集

本章导读

卷四从字符串开始。XRT 的文本哲学是第 3 章视图约定的全面兑现：能零分配就零分配——Trim、Cut、大小写比较这些操作只搬运 (指针, 长度) 对，直到确实需要新内存才分配；要分配就用构建器——拼接链 O(n) 总拷贝而不是 Concat 的 O(n²)；产物一律拥有式——返回 str、xrtFree 释放，与第 5 章约定无缝。本章把这三层组织成"视图管线 → 构建器 → 全家桶速查"的递进，查找、编辑、分割、格式化在速查层一次装齐。

25.1引入

一个 URL 处理函数要做五件事：去首尾空白、按 ? 切出路径与查询、路径转小写比较、查询里删掉某些字符、最后拼上前缀。教科书式写法每步 strdup 一份——五步五次分配、五次释放，失败路径挂五串清理。而仔细看这五步：前四步根本不需要新内存——空白裁剪只是把指针往中间挪、切分只是把一段视图拆成两段视图、大小写比较有专门的 IgnoreCase 版本、删字符可以写进调用方的栈缓冲。只有最后拼前缀真正需要分配。

这就是视图管线的出发点：把"操作文本"与"产生新文本"分开，前者的成本是几次指针加减，后者的次数被压到最少。热路径上（每个请求都跑一遍的代码）这比"每步复制"快一个数量级——不是算法更聪明，是不做不必要的分配。

25.2概念

第一层：视图管线（零分配）

管线的设计纪律：越晚分配越好。每个"不分配"的步骤都在为后面的步骤保留选择（切出来的视图还能再切、再滤、再比）；一旦分配，后续操作就都在副本上进行。判断某个步骤要不要分配的标准很简单：输出的字节集合是否是输入的真子串（Trim/Cut/子串切片都是——零分配可办）还是需要重组（拼接、替换、过滤——分配或调用方缓冲）。

第二层：构建器（O(n) 拼接）

拼三段以上不要用 Concat 链——每次 Concat 产生一个新中间串，n 段拼接是 O(n²) 总拷贝。xstrbuf 构建器内部倍增扩容（与第 15 章容器同策略），追加链的总拷贝是 O(n)。Take 的移交语义与 buffer 容器（第 15 章）同构：缓冲所有权直接转交、构建器归零复用。构建器还能 AppendRepeat（重复追加——分隔线、缩进的生成器）与格式化追加。

第三层：全家桶速查

两列函数值得专门点出：Case 系（CaseFind、CaseEqual、CaseStarts 等）一次完成忽略大小写比较，比"先 ToLower 两份再比"少两次分配；距离/相似度（字符集家族的 xrtUtf8Distance/xrtUtf8Similarity，按 Unicode 标量计数）给模糊匹配一个开箱即用的答案，distance 示例演示了"编辑距离 2、相似度 0.6"的读法。

与 C 标准库的分工

为什么不直接用 strstr/strdup？三个硬理由：标准函数以零结尾为前提（二进制安全场景直接出局）、失败路径不报告（strdup 的 OOM 只能返回 NULL，无诊断）、产物归属约定不明（谁分配谁释放全靠自觉）。XRT 字符串族全部以 (视图, 长度) 为货币、bool 返回值加错误槽、拥有式产物配 xrtFree——三条都是卷一的约定在文本层的兑现。

25.3示例

完整程序：视图管线四步一气呵成

来自仓库范例 examples/string/basic/main.c：

 */

#include <stdio.h>

#include <xrt.h>



int main(void)
{
	/* Trim 返回原字符串的子视图：不改字节、不分配。 */
	xstrview Text = xrtStrTrim(XRT_STR_LITERAL("  alpha/beta  "));
	xstrview Name;
	char arrName[32];
	size_t iNameSize;
	str sResult;

	




	 */
	if ( !xrtStrCut(Text, XRT_STR_LITERAL("/"), &Name, NULL) ||
		 !xrtStrFilterTo(Name, XRT_STR_LITERAL("_-"), arrName,
			sizeof(arrName), &iNameSize) ) {
		return 1;
	}

	/* 第一次分配发生在拼接：产物拥有式，xrtFree 释放。 */
	sResult = xrtStrConcat((xstrview){ arrName, iNameSize },
		XRT_STR_LITERAL(".txt"));
	if ( sResult == NULL ) {
		return 2;
	}
	printf("%s\n", sResult);
	xrtFree(sResult);
	return 0;
}

刚才发生了什么。 ① xrtStrTrim 返回原字符串的子视图——两个指针向中间收拢，原字节一字不动、零分配。② xrtStrCut 按首个 / 切分：Name 收前段 alpha，后段不需要所以第二个出参传 NULL——不需要的产物不接，这是 Cut 的省事约定。③ FilterTo 把 - 与 _ 从视图里剔除、其余写入调用方的栈缓冲——即使到了"需要一块可写内存"的步骤，分配权仍在调用方手里（容量不足返回失败而不是偷偷分配）。④ 管线里第一次、也是唯一一次堆分配发生在 Concat 拼 .txt——产物拥有式、xrtFree 释放。四步里三次零分配，这就是"能晚分配就晚分配"的完整示范。

完整程序：构建器与移交

来自 examples/string/builder/main.c：

 */

#include <stdio.h>

#include <xrt.h>



int main(void)
{
	xstrbuf tBuffer;
	str sResult;

	xrtStrBufInit(&tBuffer);

	/* 前缀 + 模式重复三次："ab" × 3 = ababab。 */
	if ( !xrtStrBufAppend(&tBuffer, XRT_STR_LITERAL("items=")) ||
		 !xrtStrBufAppendRepeat(&tBuffer, XRT_STR_LITERAL("ab"), 3) ) {
		xrtStrBufFree(&tBuffer);
		return 1;
	}

	/* 移交：产物由 xrtFree 释放，构建器可继续复用。 */
	sResult = xrtStrBufTake(&tBuffer);
	if ( sResult == NULL ) {
		return 2;
	}
	printf("%s\n", sResult);
	xrtFree(sResult);
	return 0;
}

刚才发生了什么。 ① xrtStrBufInit 拿栈上句柄开张——构建器内部缓冲按需增长（倍增策略），两次追加 items= 与 ab×3 之间没有中间产物。② AppendRepeat 是重复追加的专用入口——分隔线、缩进、填充这类"一段内容来 n 次"的需求不需要你写循环。③ Take 把缓冲所有权移交给调用方：没有复制、没有共享，构建器回到空状态可继续复用——与第 15 章 xrtBufferTake 完全同构的语义，第 15 章的"攒—凑—取"节奏在字符串世界原样成立。④ 失败路径 xrtStrBufFree 归还构建器——容器三约定在这里照常生效。

25.4契约

• 视图优先：修剪、切分、前后缀判断零分配；真子串输出一律视图。
• 拥有式产物：Concat/Join/Dup/Replace/Format 返回 str，恰好一次 xrtFree。
• 构建器纪律：拼三段以上用 xstrbuf；Take 移交后构建器归零复用；失败路径 Free。
• Case 系：忽略大小写用 CaseFind/CaseEqual 专用函数，不先转换再比较。
• 未命中语义：查找返回 XRT_NPOS，判断用 == XRT_NPOS（第 3 章哨兵纪律）。
• 二进制安全：全部函数以 (视图, 长度) 为货币，内容可含零字节。

从示例到工程：字符串的三种宿主形态

与容器的三宿主（第 23 章）平行，字符串在工程里有三种典型宿主。请求级临时文本：视图管线 + 栈缓冲，全程零分配——URL 处理、头部分析这类每请求必跑的代码用这套。累积型输出：构建器挂在处理上下文上，跨多次回调持续追加、终局一次 Take——日志行、报表行、序列化输出的标准形态。长期保存的字段：解析出的字段要活得比请求久（配置项、缓存键），用 Dup/Join 的拥有式产物挂进容器——归属从此归容器管的那个结构。三种宿主对应"零分配、晚分配、拥有式"三档，与第 5 章内存语言的对应关系一眼可查。

一个习惯：先问输出是不是子串

写任何文本函数前先问：输出是输入的真子串吗？ 是——返回视图，零分配（Trim/Cut/Slice 的世界）；不是但内容有界——写调用方缓冲（FilterTo/To 系）；需要开放长度——拥有式产物或构建器。这个三问习惯能挡掉大部分"顺手 Dup"的浪费与大部分"返回悬空视图"的事故，是本章最值得带走的一句话。

常见错误

str s = xrtStrDupView(Prefix);
s = xrtStrConcat((xstrview){ s, strlen(s) }, Host);   /* 复制全部既有内容 */
s = xrtStrConcat((xstrview){ s, strlen(s) }, Path);   /* 又复制一遍 */
s = xrtStrConcat((xstrview){ s, strlen(s) }, Query);  /* 再一遍——O(n²) 已成定局 */

xstrbuf tBuf;
xrtStrBufInit(&tBuf);
xrtStrBufAppend(&tBuf, Prefix);
xrtStrBufAppend(&tBuf, Host);
xrtStrBufAppend(&tBuf, Path);
xrtStrBufAppend(&tBuf, Query);
str s = xrtStrBufTake(&tBuf);     /* 一次移交，总拷贝 O(n) */

xstrview getName(const char* sRaw)
{
	xstrview Text = xrtStrTrim((xstrview){ sRaw, strlen(sRaw) });
	xstrview Name;
	xrtStrCut(Text, XRT_STR_LITERAL("/"), &Name, NULL);
	return Name;   /* Name 指向 sRaw 内部——调用方换掉 sRaw 即悬空 */
}

str getName(const char* sRaw)
{
	xstrview Text = xrtStrTrim((xstrview){ sRaw, strlen(sRaw) });
	xstrview Name;
	xrtStrCut(Text, XRT_STR_LITERAL("/"), &Name, NULL);
	return xrtStrDupView(Name);   /* 要活得久就自己拥有一份 */
}

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