如何在 C 中使用 std::string 有效處理 UTF-8 字串？

使用std::string 在C 中處理UTF-8

背景資訊

Unicode： Unicode 是國際標準用於編碼各種語言和文字的字元。

代碼點和字素簇：Unicode 字元映射到代碼點，且代碼點組可以形成字素簇（例如，某些變音符號） .

UTF 編碼： UTF-8、UTF-16 和UTF-32 是常見的Unicode 編碼，其中X 表示每個代碼單元的位數。

Unicode 的std::string 和std::wstring

std::wstring 限制： wchar_t 在Windows 上通常為16 位，這可能無法充分錶示所有代碼點。請考慮 std::u32string (std::basic_string)。

記憶體表示與轉換： 記憶體中表示（std::string 或 std::wstring）不同來自磁碟上的表示方式（例如 UTF-8），因此可能需要轉換。

在 std::string 中處理 UTF-8

優點：

• 由於 8 位元程式碼單元，記憶體佔用較少。
• 向後相容 ASCII。

注意事項：

• std::string::size() 傳回位元組數，而不是碼點。
• 像 str[i] 這樣的操作可以存取單一位元組，而不是程式碼點。
• 使用 std::string::substr(n, width) 擷取特定寬度（以位元組為單位）的子字串。
• 正規表示式可能無法正確處理非 ASCII 字元的字元類別或重複。使用括號明確指定重複序列。

在 std::string 和 std::u32string 之間進行選擇

• 效能： std::string可能效能更高。
• 字素簇： std::u32string 簡化了字素簇處理。
• 與其他軟體互動： 使用std:: string 如果與使用std::string 或char/char const.

處理UTF-8 格式的字素簇

• 考慮支援Unicode 的函式庫： 像ICU 這樣的函式庫可以有效地處理字素簇。
• 使用迭代器： 使用迭代器迭代程式碼點而不是位元組，例如std::string ::begin() 和std::string::end().
• 編碼和解碼代理程式對： 對於跨越多個位元組的擴充程式碼點，將它們編碼為代理程式對並解碼以便正確處理。

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