引言
自 C++ 20 開始，針對所有順序排列的矩陣，標準庫開始提供了一種新的寫法。
以往，我們在處理不同容器 (Container) 的時候，即使它們十分相似，我們也要分開續一處理。比如說，std::array，std::vector，還有最傳統的 C-style array，即使它們在記憶體中的排列，基本上是完全一樣的，但只因名稱不同，我們就需要寫三個不同的函式去處理它。而針對傳統的 C-style array，我們更需要自行使用 sizeof(array)/sizeof(type) 去找出陣列的大小，情況的確十分麻煩。
而自從 C++ 20 之後，情況簡單太多了：一個 std::span 即可解決一切。
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範例及解說
你可以把 std::span 想像成是所有順序排列矩陣的模板，然後再加上 string_view 的邏輯。
這裏的模板是指，我們只需要使用 std::span 實作一次，不同的矩陣都能自動支援該函式。而 string_view 是指，std::span 只一個視圖：它的作用，只是指向某一個矩陣，它本身並不擁有該矩陣的記憶體。雖然我們能透過 std::span 去讀寫矩陣中每一個元素 (element)， 但我們卻不能改變該矩陣本身的生命周期 (lifecycle)。換句話說，它只是指向該物件，但不能保證該物件仍然在 stack / heap 中。
以下這一個簡單的範例，就可解釋模板 (Template Class) 的情況：
#include <vector>
#include <span>
template<typename T>
void printSequence(std::span<T> sequence)
{
for (T& s: sequence)
{
std::cout << s << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
int main() {
std::vector<int> v1 = {1, 2, 3, 4};
std::array<int, 4> a1 = {2, 3, 4, 5};
int ca1 [] = {3, 4, 5, 6};
std::cout << "printSequence vector" << std::endl;
printSequence<int>(v1);
std::cout << "printSequence array" << std::endl;
printSequence<int>(a1);
std::cout << "printSequence c-style array" << std::endl;
printSequence<int>(ca1);
return 0;
}
程式的執行結果，則是如下：
printSequence vector
1 2 3 4
printSequence array
2 3 4 5
printSequence c-style array
3 4 5 6
由此可見，std::span 就像一個支援 std::vector / std::array / c-style array 的模板一樣，我們只需要使用 std::span 實作函式一次，即可自動獲得所有不同矩陣類型的函式支援。
以下的另一個例子，則說明 std::span 與 string_view 相似的地方。
std::span 只是一個視圖 (View)，所以它實際上只是指針，並不能控制矩陣的生命周期：
#include <iostream>
#include <vector>
#include <span>
template<typename T>
void printSequence(std::span<T> sequence)
{
for (T& s: sequence)
{
std::cout << s << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
int main() {
std::span<int> my_span;
{
std::vector<int> my_vector = {1, 2, 3, 4};
my_span = std::span<int>{my_vector};
std::cout << "inside scope" << std::endl;
printSequence<int>(my_span);
}
std::cout << "outside scope" << std::endl;
printSequence<int>(my_span);
return 0;
}
程式執行結果如下：
inside scope
1 2 3 4
outside scope
-353796048 25208 2043 0
由於 my_vector 在 "outside scope" 那行已經被消滅掉，所以打印出來的 my_span 只會是一堆亂碼。由此可見，my_span 並不能改變 my_vector 的作用域 (scope)，它充其量只是指針。
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小結
使用 std::span 可以簡單地解決不同矩陣的列舉和更新。尤其是傳統的 c-style array，使用 std::span 即可使 c-style array 也能自動更援不同 iterator 和 for-each 等新功能。不過，由於 std::span 不能控制物件的生命周期，所以使用的時候也要小心，避免存取一些早已消失了的物件。
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參考：https://learn.microsoft.com/en-us/cpp/standard-library/span-class?view=msvc-170
