如何不复制缓冲区内容将原始内存数组传入std::istream&？

我正在使用C++17的std::string_view传递通过Windows Media Foundation的IMFMediaBuffer.Lock(..)锁定操作获取的原始内存缓冲区，并需要将该视图的内容传递给一个接收std::istream&作为输入的函数。目前我的实现方式如下：

std::string_view strv{(char*)buffer, length};
{
    std::istringstream strs{(const std::string)strv};
    auto foo = parse(strs); // parse函数接收std::istream&作为输入
}
// strs先于strv超出作用域并销毁，因此构造strs时的复制操作完全多余！

这种方式虽能完成任务，但包含完全冗余的内存复制，由于我处理的是数百KB的JPEG图像数据（仅在解析期间需要），非常希望避免该复制。请问是否可通过标准库实现此需求，还是需额外编写代码解决？

很遗憾，C标准库目前（包括C20）并没有直接提供基于std::string_view的std::istream实现——std::istringstream必须持有自己的内存副本，这就是你遇到冗余复制的核心原因。不过别担心，我们只需要编写一个超轻量的自定义std::streambuf子类，就能让std::istream直接读取std::string_view指向的原始内存，彻底避免不必要的内存复制。

第一步：实现基于string_view的只读streambuf #

这个自定义streambuf不需要复制任何数据，只是把std::string_view的内存地址映射给streambuf的输入指针：

#include <streambuf>
#include <string_view>

class StringViewBuf : public std::streambuf {
public:
    explicit StringViewBuf(std::string_view sv) {
        // 注意：这里的const_cast是安全的，因为我们只做读操作，不会修改内存
        char* data_ptr = const_cast<char*>(sv.data());
        // 设置streambuf的输入缓冲区边界：起始指针、当前指针、结束指针
        this->setg(data_ptr, data_ptr, data_ptr + sv.size());
    }
};

第二步：关联到std::istream使用 #

接下来，我们只需要把这个自定义streambuf和std::istream关联起来，就可以直接传给你的parse函数了：

std::string_view strv{(char*)buffer, length};
{
    StringViewBuf sv_buf(strv);
    std::istream input_stream(&sv_buf); // 将自定义streambuf绑定到istream
    auto foo = parse(input_stream); // 直接传入，无任何内存复制！
}

为什么这个方案高效且安全？ #

• 零复制：std::istream的所有读取操作都会直接访问IMFMediaBuffer锁定的原始内存，完全没有数据复制的开销。
• 轻量可靠：自定义的StringViewBuf只持有指针和长度，构造和销毁的成本可以忽略不计。
• 内存安全：只要你保证在input_stream使用期间，strv指向的内存是有效的（也就是IMFMediaBuffer保持锁定状态），这个实现就完全安全——你的现有代码已经满足这个条件，因为input_stream和sv_buf都在strv的作用域内，会先于strv销毁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者norlesh