std::mdspan（C++23）

一句话

std::span 的多维推广：一段连续内存上的多维视图，不拥有数据，编译期或运行期维度均可，零开销索引 m[i, j]。

头文件

#include <mdspan>

核心 API 速查

操作	签名	说明
固定维度	mdspan<T, extents<size_t, R, C>>	行列编译期已知
动态维度	mdspan<T, dextents<size_t, Rank>>	维度运行期给定
索引	m[i, j]	多维下标（C++23 P2128），注意是 [] 不是 ()
行数	m.extent(0)	第 0 维大小
列数	m.extent(1)	第 1 维大小
元素总数	m.size()	所有维度乘积
秩（维数）	m.rank()	几维
底层指针	m.data_handle()	拿到原始指针
布局	layout_right（默认）/ layout_left / layout_stride	行主序/列主序/自定义步长

最小示例

// Standard: C++23
#include <mdspan>
#include <cstdio>

int main() {
    int data[2 * 3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

    // 固定维度：行列编译期已知
    std::mdspan<int, std::extents<std::size_t, 2, 3>> m(data);
    std::printf("rows=%zu cols=%zu  m[0,0]=%d m[1,2]=%d\n",
                m.extent(0), m.extent(1), m[0, 0], m[1, 2]);

    // 动态维度：行列运行期给定
    std::mdspan<int, std::dextents<std::size_t, 2>> dm(data, 2, 3);
    std::printf("dm[1,1]=%d size=%zu\n", dm[1, 1], dm.size());
}

实测输出（GCC 16.1.1，-std=c++23）：

rows=2 cols=3  m[0,0]=1 m[1,2]=6
dm[1,1]=5 size=6

嵌入式适用性：中

• 零拥有视图，不分配，大小只是一个指针加 extents（几十字节），适合内存受限场景
• 多维传感器数据（图像、矩阵、ADC 采样）零拷贝传递，替代手算 row*cols+col 下标
• 编译期固定维度（extents）版本可被优化到完全寄存器化，无运行期开销
• 注意 operator[] 多参是 C++23 才有；老资料用 operator() 的写法在 GCC 16 上已编不过

编译器支持

GCC	Clang	MSVC
14	17	19.36

另见

• cppreference: std::mdspan
• std::span 一维视图

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部分内容参考自 cppreference.com，采用 CC-BY-SA 4.0 许可