C++ 中的 std::codecvt

字符编码涉及为计算机存储和处理的字符（如字母、数字和符号）分配值。各种编码方案，例如 ASCII、UTF-8 和 UTF-16，都有使用字节序列表示字符的方法。设想一个场景，您的程序与来自具有不同字符编码的源的文本数据进行交互。例如，您可能会遇到一种格式为的文本文件，而您的程序期望输入为 UTF-16。您可能需要通过网络传输文本数据，而接收方更喜欢另一种编码。

'std::codecvt' 在这种情况下发挥作用。它是 C++ 库的一个组件，专门用于在字符编码之间进行转换。它基本上充当文本数据的翻译器，'std::codecvt' 使您的程序能够轻松处理各种编码，而无需纠缠于复杂的细节。在 C++ 标准库的领域中，'std::codecvt' 类被归类为“环境”（facet）。环境是提供与区域设置和国际化相关的功能的元素。在处理字符编码转换时，'std; codecvt' 起着关键作用。

通过使用 'std::codecvt'，您可以轻松编写代码来转换不同的字符编码。例如，您可以将 'std::wstring'（UTF-16 格式）转换为 'std::string'（格式）或反之亦然。此功能在处理来自特定来源的文本数据或与需要特定字符格式的系统或库进行交互时非常有用。

在 C++ 库中，您会找到针对 UTF-8、UTF-16 等编码的内置 'std::codecvt' 选项。如果需要，您还可以创建自定义的 'std::codecvt' 设置来管理专有编码。

总而言之，在 C++ 库中利用 'std::codecvt' 是处理字符编码转换的宝贵资产。它简化了在具有不同编码方案的平台和来源之间管理文本数据的过程。通过处理编码转换的复杂性，'std::codecvt' 简化了您的编程任务，尤其是在处理多语言文本内容时。

C++ 中的 'std::codecvt' 是库中的一个类，它有助于转换 UTF-8 和 UTF-16 等字符编码。它提供了接口以及流行编码的类。对于 'std::wstring' 和 'std::string' 之间的转换，有 'std::wstring_convert'。如果您需要自定义编码转换，可以通过扩展 'std::codecvt' 来实现。

派生自 std::codecvt

在使用 'std::codecvt' 时，在创建自定义 codecvt 环境时，请务必注意以下方面：

如果您需要处理标准 'std::codecvt' 环境不支持的字符编码，您可以创建自定义的 'std::codecvt' 环境，方法是继承自基类 'std; codecvt'。

创建环境的过程包括：

创建一个继承自 'std::codecvt' 的新类。

在编码时，请务必包含成员函数，例如：

• 'in()' 用于将字节序列转换为内部代码单元序列。
• 'out()' 用于将内部代码单元序列转换为外部字节序列。
• 'unshift()' 用于在转换过程中管理状态更改。
• 'length()' 用于确定转换所需的缓冲区长度。
• 'max_length()' 用于查找输出序列的最大可能长度。

要有效地实现这些函数，您需要掌握所使用的字符编码系统，并熟悉在编码之间切换的规则和过程。

设置好这些成员函数后，您的自定义 codecvt 环境就可以像任何 std::codecvt 环境一样使用，只需将其指定为特定区域设置的 codecvt 环境即可。

开发一个环境可以让您完全控制 C++ 项目中的字符编码转换，使您能够：

• 管理专门的或专有的字符编码。
• 根据您的需求优化性能。
• 保证处理来自不同来源和平台文本数据的能力。

成员函数

成员函数的关键方面

以下是与 'std; codecvt' 相关的函数的一些重要详细信息：

'in()'

要将一种格式的字节字符串转换为一系列代码单元，您可以使用 ' in()' 函数。例如，您可以使用 'std::wstring' 将字节转换为 UTF-16 代码单元。

'out()'

• 此函数使用一种编码将一种格式的代码单元序列转换为字节序列。
• 例如，它可以将 'std::wstring' 的代码单元转换为字节，以便输出到文件或网络。

'unshift()'

• 负责管理字符编码转换过程中的状态转换。
• 特别用于表示字符的多字节序列（如 UTF-16 或 UTF-32）的编码。

'length()';

• 计算字符编码转换所需的缓冲区大小。
• 通过分析输入的代码单元或字节来确定所需的输出代码单元或字节的数量。

'max_length()';

• 根据给定的输入序列确定结果序列的长度。
• 对于分配缓冲区以容纳最长的可能转换结果非常有用。

'always_noconv()';

一个布尔函数，用于确定是否不需要字符编码转换（当输入和输出编码相同时）。

如果返回 true，则不需要转换。数据可以直接从输入复制到输出。这些特定函数在创建自定义 'std::codecvt' 环境和促进 C++ 应用程序中流畅的字符编码转换中发挥作用，使它们能够与来自不同来源和系统的文本内容进行交互。

使用 std::codecvt 和自定义区域设置环境

• 要将自定义 codecvt 环境分配给区域设置，您必须首先实例化您的自定义 codecvt 环境类。
• 通过将默认区域设置与您的自定义 codecvt 环境实例混合来生成区域设置。

例如

• 每当使用 'myLocale' 执行文本处理任务时，您的自定义 codecvt 环境将自动用于生成字符编码转换。
• 此功能使您能够将自定义 codecvt 环境应用于程序中的所有文本处理活动。

使用 'std::codecvt'，以及 'std::wstring' 和 'std::string'；

'std::codecvt' 的一个常见场景是在 'std; string'（UTF-16）和 'std; string'（UTF-8）之间进行转换。

从 'std::wstring' 转换为 'std::string'

1. 使用所需的 codecvt 环境（例如 'std::codecvt_utf8'）构建 'std:wstring_convert' 对象。
2. 调用创建的 'std::wstring_convert' 对象上的 'to_bytes()' 函数，并将源作为参数提供。
3. 从 'std::string' 转换为 'std::wstring'；
4. 使用 codecvt 环境创建 std::wscodet' Convert 对象的实例。
5. 调用 'std::wstring_convert' 实例上的 'from_bytes()' 函数，并将 'std::string' 作为输入。这使得使用指定的字符编码在 'std::wstring' 和 'std::string' 之间进行转换。

代码转换示例

示例 1：将 'std::string'（UTF-8）转换为 'std::u16string'（UTF-16）并反向转换

1. 使用 'std::codecvt_utf16' 环境创建一个 'std::wstring_convert' 对象。
2. 使用 'from_bytes()' 将 'std::string' 转换为 'std::u16string'。
3. 使用 'to_bytes()' 将 'std::u16string' 转换回 'std::string'。

输出

UTF-16 string: 72 101 108 108 111 44 32 87 111 114 108 100 33
UTF-8 string: Hello, World!

示例 2：使用自定义 codecvt 环境进行字符编码转换

1. 创建一个自定义 codecvt 环境类（例如 'MyCustomCodecvt'）。
2. 使用您的自定义 codecvt 环境创建一个 'std::locale'。
3. 使用自定义区域设置进行文本处理函数和操作，以利用您的自定义 codecvt 环境。

输出

UTF-8 string: Hello, World!
UTF-16 string: Hello, World!

这些示例演示了如何使用 'std::codecvt' 进行字符编码转换，既可以使用预定义的，也可以使用自定义的 codecvt 环境。