字符串

Toka 1.0 构建了极其严密、高性能的太极三轨文本与字节流系统。它将“文本观察视角”与“物理二进制操纵”在类型系统上进行了正交解耦，同时消除了二义性的隐式语境推导，为系统开发提供极致的内存安全与性能。

🏛️ 一、字符串与视图类型

Toka 中的字符串分为拥有堆内存所有权的动态容器，以及零拷贝的借用视图。由于内置于 Prelude 零导入作用域，你无需任何 import 即可直接使用这些类型：

类型	物理内存几何 / LLVM 表达	内存所有权	描述
`str`	胖指针 `{ i8* 首地址, i64 长度 }`	无所有权（借用轨）	UTF-8 只读文本视图。不支持 `\0` 保证。
`string`	堆容器 `{ *#buf, usize, usize }`	独占所有权（拥有轨）	堆上分配的可变 UTF-8 字符串，强制以 `\0` 封口。
`bytes`	胖指针 `{ i8* 首地址, i64 长度 }`	无所有权（借用轨）	只读二进制字节流视图。
`cstr`	单指针 `i8*`（零开销 Shape）	FFI 借用轨	C 风格只读单指针，100% 静态保证以 `\0` 结尾。

⚖️ 二、三轨宇宙终极正交转换矩阵

Toka 恪守**【开销诚实命名法典】**：

as_xxx 家族：表示零开销、零分配的视图借用转换，其借出视图生命周期受编译期严格镇守，死死绑定于宿主。
to_xxx 家族：表示涉及物理拷贝或堆分配的所有权转换，明确昭示所有权与物理分配的分离。

源类型 $\rightarrow$ 目标类型	`str` (安全胖切片)	`string` (堆所有权)	`cstr` (\0 借用)	`*char` (FFI 裸指针)
`"..."` 字面量	默认 ResolvedType (0开销)	`.to_string()` ($O(N)$ 堆分配)	`.as_cstr()` ($O(1)$ 零分配借出)	FFI 边界自动退化 (0摩擦直入)
`str`	——	`.to_string()` ($O(N)$ 堆分配)	`.to_string().as_cstr()` ($O(N)$ 堆拷贝封口)	禁止隐式！显式 `.to_string().c_str()`
`string`	`.as_str()` ($O(1)$ 零分配)	——	`.as_cstr()` ($O(1)$ 零分配)	`.c_str()` ($O(1)$ 零分配首地址)
`cstr`	`.as_str()` ($O(1)$ 零分配)	`.to_string()` ($O(N)$ 堆分配)	——	FFI 边界自动退化 (0摩擦直入)

🚀 三、核心流转与实战

1. 默认的零拷贝字面量

在 Toka 中，常规双引号 "..." 字面量在没有调用碰撞时，默认推导为静态只读的 str：

import std/io::println

fn main() -> i32 {
    // 默认推导为 str 类型，常驻 .rodata 静态段，100% 静态安全
    auto greeting: str = "Hello, Toka!"
    println("Greeting: {}", greeting)
    return 0
}

2. 动态 string 构建与拼接

string 是独占的动态堆容器。你可以通过 push_str 修改它。

import std/io::println

fn main() -> i32 {
    // 零导入 prelude 直接调用 string::from
    auto full# = string::from("你好，")
    full#.push_str("世界！")
    
    println("{}", full.as_str()) // 零开销借出 str 视图打印
    return 0
}

3. str 与 bytes 的双轨视角转换

str 负责高级文本操作，而 bytes 负责底层的二进制和字节索引：

import std/io::println
import core/option::Option
import core/result::Result

fn main() -> i32 {
    auto s: str = "Toka 1.0"
    
    // 1. O(1) 零开销降级为 bytes 视图
    auto b = s.bytes()
    
    // 2. 边界检查的 O(1) 字节索引
    auto b0 = b.at(0:usize)
    if b0.is_some() {
        println("Byte 0: {}", b0.unwrap() as i64) // 84 ('T')
    }
    
    // 3. 校验并升级回 str
    auto res = b.try_to_str()
    if res.is_ok() {
        auto s_back = res.unwrap()
        println("Recovered: {}", s_back)
    }
    return 0
}

🛡️ 四、 FFI 物理拷贝隔离带

由于动态 str 切片并不保证以 \0 结尾，为绝对防范跨越 C-FFI 边界时发生内存越界，str 被严格禁止隐式退化为 cstr 或裸指针。如果动态 str 确实需要跨越 FFI，必须显式调用 to_string() 在堆上创建带有 \0 尾符的临时副本：

// 声明 FFI 接口
pub fn puts(s: cstr)

fn main() -> i32 {
    auto my_str: str = "Hello C-FFI"
    
    // 显式声明物理拷贝和 \0 封口以确保安全
    auto temp_c = my_str.to_string()
    unsafe {
        puts(temp_c.as_cstr())
    }
    return 0
}

Toka 编程语言指南