如何在 Linux API 中使用 wstring(s)

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簡介

在 Linux 程式設計中，寬字元字串的使用變得越來越普遍。寬字元字串，或 wstring，是一系列寬字元，每個字元都可以表示單個 Unicode 字元。這使得它們在處理包含多種語言字元的文字以及包含重音符號、符號和表情符號等特殊字元的文字時特別有用。在本文中，我們將探討如何在 Linux API 中使用 wstring，並提供示例和解釋。

什麼是 wstring 以及為什麼要使用它們？

寬字元字串，或 wstring，是一系列寬字元，其中每個字元都比普通字元佔用更多的位元組。在 C++ 中，寬字元使用 wchar_t 資料型別表示。寬字元用於表示英語以外的語言（如阿拉伯語、中文或俄語）的字元，以及重音符號、符號和表情符號等特殊字元。

在 Linux API 中使用 wstring 可以帶來多方面的好處。首先，它允許程式設計師處理包含各種字元的文字，而這些字元可能不受普通字元字串的支援。其次，它可以幫助避免由於字元編碼錯誤導致的錯誤和故障。最後，它可以使程式碼更具可讀性和可維護性，因為使用 wstring 可以提供清晰度和一致性。

示例

在 Linux API 中使用 wstring 的示例 - 為了說明在 Linux API 中使用 wstring 的方法，讓我們考慮一個程式示例，該程式讀取一個包含各種語言名稱列表的檔案並在螢幕上顯示它們。以下是使用 wstring 讀取檔案的程式碼 -

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <locale>

int main() {
   std::wifstream inputFile("names.txt");
   inputFile.imbue(std::locale(""));

      if (inputFile) {
         std::wstring name;
         while (std::getline(inputFile, name)) {
         std::wcout << name << std::endl;
      }
   } else {
      std::wcerr << "Error: unable to open input file." << std::endl;
      return 1;
   }
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用 wifstream 類來讀取檔案，並使用 imbue 將區域設定設定為系統預設值。這確保在讀取檔案時使用正確的字元編碼。然後，我們使用 std::getline 函式讀取檔案的每一行，並將其儲存在一個 wstring 變數中。最後，我們使用 std::wcout 在螢幕上顯示名稱。

在 wstring 和普通字串之間進行轉換 - 在某些情況下，可能需要在 wstring 和普通字串之間進行轉換。這可以透過標準庫提供的各種函式和類來完成。

示例

要將普通字串轉換為 wstring，可以使用 std::wstring_convert 類，該類在 <locale> 標頭檔案中可用。以下是一個示例 -

#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

int main() {
   std::string name = "John Smith";
   std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;
   std::wstring wname = converter.from_bytes(name);
   std::wcout << wname << std::endl;
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用 std::wstring_convert 類將普通字串轉換為 wstring。我們使用 codecvt_utf8 類指定原始字串的編碼，然後使用 from_bytes 函式執行轉換。最後，我們使用 std::wcout 在螢幕上顯示 wstring。

示例

相反，要將 wstring 轉換為普通字串，可以使用相同的 std::wstring_convert 類，但這次將使用 to_bytes 函式。以下是一個示例 -

#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

int main() {
   std::wstring wname = L"John Smith";
   std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;
   std::string name = converter.to_bytes(wname);
   std::cout << name << std::endl;
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用相同的 std::wstring_convert 類將 wstring 轉換為普通字串。我們指定目標字串的編碼為 UTF-8，然後使用 to_bytes 函式執行轉換。最後，我們使用 std::cout 在螢幕上顯示普通字串。

在系統呼叫中使用 wstring - 除了在更高級別的 API 中使用 wstring 之外，還可以將其用於系統呼叫。但是，這需要採用略微不同的方法，因為系統呼叫通常期望引數採用普通字串的形式，而不是 wstring 的形式。

要將 wstring 傳遞給系統呼叫，必須首先使用 to_bytes 函式將其轉換為普通字串。然後，您可以將普通字串作為引數傳遞給系統呼叫。

示例

以下是在使用 open 系統呼叫時使用 wstring 的示例

#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

int main() {
   std::wstring filename = L"test.txt";
   std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;
   std::string name = converter.to_bytes(filename);
   int fileDescriptor = open(name.c_str(), O_RDONLY);
   if (fileDescriptor == -1) {
      std::cerr << "Error: unable to open file." << std::endl;
      return 1;
   }
   // do something with file
   close(fileDescriptor);
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用 open 系統呼叫開啟由 wstring 指定的檔案。我們首先使用 to_bytes 函式將 wstring 轉換為普通字串，然後將普通字串傳遞給 open 函式。如果呼叫成功，我們將獲得一個檔案描述符，然後可以使用該描述符讀取或寫入檔案。

在檔案 I/O 中使用 wstring

除了在系統呼叫中使用 wstring 之外，還可以將其用於檔案 I/O 操作。為此，必須首先將 wstring 轉換為普通字串，就像我們在前面的示例中所做的那樣。然後，您可以在開啟、讀取或寫入檔案時使用普通字串作為檔名。

示例

以下是在使用 wstring 將文字寫入檔案時的示例 -

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

int main() {
   std::wstring filename = L"test.txt";
   std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;
   std::string name = converter.to_bytes(filename);
   std::ofstream file(name);
   if (!file.is_open()) {
      std::cerr << "Error: unable to open file." << std::endl;
      return 1;
   }
   std::wstring text = L"Hello, world!";
   file << converter.to_bytes(text) << std::endl;
   file.close();
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用 std::ofstream 類將文字寫入由 wstring 指定的檔案。我們首先使用 to_bytes 函式將 wstring 轉換為普通字串，然後在開啟檔案時使用普通字串作為檔名。然後，我們將一些文字寫入檔案，也將其轉換為普通字串，使用 to_bytes。最後，我們關閉檔案。

在命令列引數中使用 wstring

在 Linux API 中使用 wstring 的另一種方法是將其作為命令列引數傳遞。為此，必須首先將 wstring 轉換為普通字串，然後將其作為命令列引數傳遞給您的程式。

示例

以下是在使用 wstring 作為命令列引數時的示例 -

#include <iostream>
#include <locale>
#include <codecvt>

int main(int argc, char** argv) {
   if (argc < 2) {
      std::cerr << "Error: no argument provided." << std::endl;
      return 1;
   }
   std::wstring_convert<std::codecvt_utf8<wchar_t>> converter;
   std::wstring arg = converter.from_bytes(argv[1]);
   std::wcout << arg << std::endl;
   return 0;
}

在這個示例中，我們使用 main 函式接收由普通字串指定的命令列引數。然後，我們使用 from_bytes 函式將普通字串轉換為 wstring，並使用 std::wcout 在螢幕上顯示生成的 wstring。

結論

在本文中，我們探討了如何在 Linux API 中使用 wstring，並提供了示例和解釋。我們已經看到，wstring 在處理包含多種語言字元的文字以及包含重音符號、符號和表情符號等特殊字元的文字時非常有用。我們還了解了如何在 wstring 和普通字串之間進行轉換，以及如何在系統呼叫中使用 wstring。透過在我們的 Linux 程式中使用 wstring，我們可以確保我們的程式碼更健壯、更具可讀性和可維護性，並且能夠處理各種語言和字元編碼的文字。