C++中零拷贝的多种实现方式

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>

// 使用string_view作为参数，避免不必要的复制
void printStringView(std::string_view sv) {
    std::cout << "String view: " << sv << ", length: " << sv.length() << std::endl;
}

int main() {
    // 从std::string创建string_view
    std::string str = "Hello, World!";
    std::string_view sv1 = str;
    
    // 从C风格字符串创建string_view
    const char* cstr = "Hello, C++!";
    std::string_view sv2 = cstr;
    
    // 从字符串字面量创建string_view
    std::string_view sv3 = "Hello, Zero-copy!";
    
    // 使用string_view作为函数参数
    printStringView(sv1);
    printStringView(sv2);
    printStringView(sv3);
    
    // 注意：string_view不拥有数据，源数据必须保持有效
    // 以下代码不安全，因为临时字符串在表达式结束后会被销毁
    // std::string_view unsafe = std::string("Temporary"); // 危险！
    
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

int main() {
    // 创建一个大字符串
    std::string largeString(1000000, 'A');
    
    // 使用移动语义转移所有权，而不是复制数据
    std::string movedString = std::move(largeString);
    
    // 现在largeString为空，movedString包含原始数据
    std::cout << "movedString size: " << movedString.size() << std::endl;
    std::cout << "largeString size: " << largeString.size() << std::endl;
    
    // 同样适用于容器
    std::vector<int> largeVector(1000000, 42);
    std::vector<int> movedVector = std::move(largeVector);
    
    std::cout << "movedVector size: " << movedVector.size() << std::endl;
    std::cout << "largeVector size: " << largeVector.size() << std::endl;
    
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

void processData(std::shared_ptr<std::vector<int>> data) {
    // 处理数据，不需要复制
    for (int val : *data) {
        // 处理逻辑
    }
    std::cout << "Processing data with use count: " << data.use_count() << std::endl;
}

int main() {
    // 创建大数据
    auto data = std::make_shared<std::vector<int>>(1000000, 42);
    
    // 传递共享所有权，而不是复制数据
    processData(data);
    
    // 仍然可以从main函数访问原始数据
    std::cout << "Data size: " << data->size() << std::endl;
    std::cout << "Final use count: " << data.use_count() << std::endl;
    
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    // 打开文件
    int fd = open("large_file.bin", O_RDONLY);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }
    
    // 获取文件大小
    struct stat sb;
    if (fstat(fd, &sb) == -1) {
        perror("fstat");
        close(fd);
        return 1;
    }
    
    // 将文件映射到内存
    void* addr = mmap(NULL, sb.st_size, PROT_READ, MAP_PRIVATE, fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        close(fd);
        return 1;
    }
    
    // 现在可以直接访问内存中的文件内容，无需复制
    // 例如：将映射的内存视为一个字符串
    std::cout << "File size: " << sb.st_size << " bytes" << std::endl;
    
    // 解除映射
    if (munmap(addr, sb.st_size) == -1) {
        perror("munmap");
    }
    
    close(fd);
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
#include <string_view>
#include <vector>

// 分割字符串视图，返回子视图的向量，无需复制数据
std::vector<std::string_view> split(std::string_view sv, char delimiter) {
    std::vector<std::string_view> result;
    size_t pos = 0;
    
    while (pos < sv.size()) {
        size_t nextPos = sv.find(delimiter, pos);
        if (nextPos == std::string_view::npos) {
            nextPos = sv.size();
        }
        
        // 创建子视图，不复制数据
        std::string_view token = sv.substr(pos, nextPos - pos);
        result.push_back(token);
        
        pos = nextPos + 1;
    }
    
    return result;
}

int main() {
    std::string str = "Hello,World,Zero-Copy,Technique";
    std::string_view sv = str;
    
    // 分割字符串视图，所有子字符串都是视图，不复制数据
    auto tokens = split(sv, ',');
    
    // 输出所有分割后的子字符串
    for (const auto& token : tokens) {
        std::cout << "Token: " << token << std::endl;
    }
    
    return 0;
}