std::codecvt

在标头 `<locale>` 定义
template< class InternT, class ExternT, class StateT > class codecvt;

类模板 std::codecvt 封装字符串的转换，包括宽和多字节，从一种编码到另一种。通过 std::basic_fstream<CharT> 进行的所有输入/输出操作都使用流中浸染的 std::codecvt<CharT, char, std::mbstate_t> 本地环境平面。

继承图

特化

标准库保证提供以下特化（所有本地环境对象都需要实现这些特化）：

在标头 `<locale>` 定义
std::codecvt<char, char, std::mbstate_t>	恒等转换
std::codecvt<char16_t, char, std::mbstate_t>	在 UTF-16 和 UTF-8 间转换 (C++11 起)(C++20 中弃用)
std::codecvt<char16_t, char8_t, std::mbstate_t>	在 UTF-16 和 UTF-8 间转换 (C++20 起)
std::codecvt<char32_t, char, std::mbstate_t>	在 UTF-32 和 UTF-8 间转换 (C++11 起)(C++20 中弃用)
std::codecvt<char32_t, char8_t, std::mbstate_t>	在 UTF-32 和 UTF-8 间转换 (C++20 起)
std::codecvt<wchar_t, char, std::mbstate_t>	在系统原生宽和单字节窄字符集间转换

成员类型

成员类型	定义
`intern_type`	`InternT`
`extern_type`	`ExternT`
`state_type`	`StateT`

成员函数

(构造函数)	构造新的 `codecvt` 平面 (公开成员函数)
(析构函数)	销毁 `codecvt` 平面 (受保护成员函数)
out	调用 `do_out` (公开成员函数)
in	调用 `do_in` (公开成员函数)
unshift	调用 `do_unshift` (公开成员函数)
encoding	调用 `do_encoding` (公开成员函数)
always_noconv	调用 `do_always_noconv` (公开成员函数)
length	调用 `do_length` (公开成员函数)
max_length	调用 `do_max_length` (公开成员函数)

成员对象

static std::locale::id id

本地环境的 id
(公开成员对象)

受保护成员函数

do_out [虚]	将字符串从 `InternT` 转换到 `ExternT`，例如在写入文件时 (虚受保护成员函数)
do_in [虚]	将字符串从 `ExternT` 转换到 `InternT`，例如在从文件读取时 (虚受保护成员函数)
do_unshift [虚]	为不完整转换生成 `ExternT` 字符的终止字符序列 (虚受保护成员函数)
do_encoding [虚]	返回产生一个 `InternT` 字符所需的 `ExternT` 字符数，如果它是常数 (虚受保护成员函数)
do_always_noconv [虚]	测试平面编码是否对所有合法值都是恒等转换 (虚受保护成员函数)
do_length [虚]	计算转换成给定的 `InternT` 缓冲区会消耗的 `ExternT` 字符串长度 (虚受保护成员函数)
do_max_length [虚]	返回能转换成单个 `InternT` 字符的最大 `ExternT` 字符数 (虚受保护成员函数)

继承自 std::codecvt_base

成员类型	定义
enum result { ok, partial, error, noconv };	无作用域枚举类型

枚举常量	定义
`ok`	完成转换而无错误
`partial`	未转换所有源字符
`error`	遇到非法字符
`noconv`	不要求转换，输入与输出类型相同

示例

下例示例用在 codecvt<wchar_t, char, std::mbstate_t> 实现 UTF-8 转换的本地环境读取 UTF-8 环境，并用 std::codecvt 的标准特化转换 UTF-8 字符串到 UTF-16。

运行此代码

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <locale>
#include <iomanip>
#include <codecvt>
#include <cstdint>
 
// 工具包装器，用于为 wstring/wbuffer 适配绑定到本地环境的平面
template<class Facet>
struct deletable_facet : Facet
{
    template<class... Args>
    deletable_facet(Args&&... args) : Facet(std::forward<Args>(args)...) {}
    ~deletable_facet() {}
};
 
int main()
{
    // UTF-8 窄多字节编码
    std::string data = reinterpret_cast<const char*>(+u8"z\u00df\u6c34\U0001f34c");
                       // 或 reinterpret_cast<const char*>(+u8"zß水🍌")
                       // 或 "\x7a\xc3\x9f\xe6\xb0\xb4\xf0\x9f\x8d\x8c"
 
    std::ofstream("text.txt") << data;
 
    // 使用系统提供的本地环境的 codecvt 平面
    std::wifstream fin("text.txt");
    // 从 wifstream 的读取将使用 codecvt<wchar_t, char, std::mbstate_t>
    // 此本地环境的 codecvt 从 UTF-8 转换到 UCS4（在如 Linux 的系统上）
    fin.imbue(std::locale("en_US.UTF-8"));
    std::cout << "此 UTF-8 文件包含以下 UCS4 编码单元：\n";
    for (wchar_t c; fin >> c;)
        std::cout << "U+" << std::hex << std::setw(4) << std::setfill('0')
                  << static_cast<uint32_t>(c) << ' ';
 
    // 使用标准（本地环境无关）codecvt 平面
    std::wstring_convert<
        deletable_facet<std::codecvt<char16_t, char, std::mbstate_t>>, char16_t> conv16;
    std::u16string str16 = conv16.from_bytes(data);
 
    std::cout << "\n\n此 UTF-8 文件包含以下 UTF-16 编码单元：\n";
    for (char16_t c : str16)
        std::cout << "U+" << std::hex << std::setw(4) << std::setfill('0')
                  << static_cast<uint16_t>(c) << ' ';
}

输出：

此 UTF-8 文件包含以下 UCS4 编码单元：
U+007a U+00df U+6c34 U+1f34c
此 UTF-8 文件包含以下 UTF-16 编码单元：
U+007a U+00df U+6c34 U+d83c U+df4c

参阅

字符转换	本地环境定义多字节 (UTF-8, GB18030)	UTF-8	UTF-16
UTF-16	`mbrtoc16` / `c16rtomb`(有 C11 的 DR488)	`codecvt`<char16_t, char, mbstate_t> `codecvt_utf8_utf16`<char16_t> `codecvt_utf8_utf16`<char32_t> `codecvt_utf8_utf16`<wchar_t>	不适用
UCS-2	`c16rtomb`(无 C11 的 DR488)	`codecvt_utf8`<char16_t> `codecvt_utf8`<wchar_t>(Windows)	`codecvt_utf16`<char16_t> `codecvt_utf16`<wchar_t>(Windows)
UTF-32	`mbrtoc32` / `c32rtomb`	`codecvt`<char32_t, char, mbstate_t> `codecvt_utf8`<char32_t> `codecvt_utf8`<wchar_t>(非 Windows)	`codecvt_utf16`<char32_t> `codecvt_utf16`<wchar_t>(非 Windows)
系统宽 UTF-32(非 Windows) UCS2(Windows)	`mbsrtowcs` / `wcsrtombs` `use_facet`<`codecvt` <wchar_t, char, mbstate_t>>(`locale`)	无	无

codecvt_base	定义字符转换错误 (类)
codecvt_byname	表示系统提供的具名本地环境的 std::codecvt (类模板)
codecvt_utf8 (C++11)(C++17 中弃用)	在 UTF-8 与 UCS-2/UCS-4 间转换 (类模板)
codecvt_utf16 (C++11)(C++17 中弃用)	在 UTF-16 与 UCS-2/UCS-4 间转换 (类模板)
codecvt_utf8_utf16 (C++11)(C++17 中弃用)	在 UTF-8 与 UTF-16 间转换 (类模板)

编译器支持
自立实现与有宿主实现
语言
标准库
标准库标头
具名要求
功能特性测试宏 (C++20)
语言支持库
概念库 (C++20)
元编程库 (C++11)
诊断库
通用工具库
字符串库
容器库
迭代器库
范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
并发支持库 (C++11)
技术规范
符号索引
外部库

成员函数
codecvt::codecvt
codecvt::~codecvt
codecvt::outcodecvt::do_out
codecvt::incodecvt::do_in
codecvt::unshiftcodecvt::do_unshift
codecvt::encodingcodecvt::do_encoding
codecvt::always_noconvcodecvt::do_always_noconv
codecvt::lengthcodecvt::do_length
codecvt::max_lengthcodecvt::do_max_length

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