<think>我们参考了多个引用，特别是引用[2][4][5]中提到了std::string和std::wstring的转换方法。需要注意的是，C++17已经弃用了<codecvt>，因此我们需要考虑替代方案。
根据引用[5]，我们可以使用第三方库（如ICU）或者手动转换。但是，对于简单的转换，我们也可以使用Windows API（如果是在Windows平台上）或者跨平台的手动转换方法。
这里我们提供两种方法：
方法1：使用标准库（但注意<codecvt>在C++17被弃用，因此这种方法可能不推荐用于新代码，但在一些编译器中仍然可用）
方法2：使用跨平台的手动转换（例如，使用循环和转换每个字符，但需要注意编码问题）
然而，引用[4]提供了使用std::wstring_convert的示例代码，但同时也指出C++17弃用了它。
因此，我们考虑一个不使用<codecvt>的转换方法。我们可以使用C++11的标准库中的std::mbstowcs和std::wcstombs，但是这些函数依赖于当前locale，可能不够安全。
另一种方法是使用Windows API（仅Windows）：
- MultiByteToWideChar 和 WideCharToMultiByte
但为了跨平台，我们可以使用以下方法：
- 在Linux/macOS上，我们可以使用iconv库，或者使用C++11的codecvt头文件（尽管被弃用，但如果没有其他选择，且编译器支持，可以暂时使用）
- 或者，我们使用一个条件编译，针对不同平台使用不同的方法。
然而，根据引用[5]，C++20引入了<charconv>，但它对Unicode支持有限，所以这里不采用。
考虑到问题要求是C++，且希望跨平台，我们这里提供两种方案：
方案1：使用标准库函数（不依赖平台，但需要设置locale，且可能不适用于所有编码）
方案2：使用第三方库（如ICU，但需要额外安装）
由于问题中没有要求使用第三方库，我们提供一种使用标准库且跨平台的方法，但注意，这种方法要求字符串是UTF-8编码（这是现代应用中的常见情况），并且使用C++11的标准库功能（即使被弃用，但很多项目还在用）。如果项目允许，我们也可以使用一个简单的手动转换函数（仅当源字符串是UTF-8，目标为UTF-16或UTF-32时）。
但是，我们注意到std::wstring在不同平台上的编码可能不同：在Windows上通常是UTF-16（每个字符2或4字节），在Linux/macOS上通常是UTF-32（每个字符4字节）。因此，转换时需要注意。
这里我们假设源字符串（std::string）是UTF-8编码，并且我们希望将std::string（UTF-8）转换为std::wstring（在Windows上是UTF-16，在Linux上是UTF-32）。
我们可以使用以下手动转换（仅针对UTF-8到wchar_t的转换）：
- 使用一个循环，解析UTF-8字节序列，然后转换为宽字符（wchar_t）。但这样需要自己实现UTF-8解码，比较复杂。
因此，我们更倾向于使用标准库中未被弃用的部分。C++11引入了std::codecvt，但C++17弃用了它。C++20没有提供替代方案。所以，如果我们不使用被弃用的特性，就需要自己实现或使用第三方库。
这里，我们提供一个使用std::mbstowcs的版本，它依赖于当前locale，因此我们需要在转换前设置locale为UTF-8（在Linux/macOS上通常可行，在Windows上可能需要使用特定的locale名字）。
步骤：
1. 设置locale为UTF-8。
2. 使用std::mbstowcs进行转换。
但是，这种方法在Windows上可能不可靠，因为Windows的locale名称不同，而且多字节编码不一定是UTF-8。
另一种方法是，在Windows上使用Windows API，在Linux/macOS上使用std::mbstowcs。我们使用条件编译。
下面我们给出一个跨平台的转换函数（仅适用于UTF-8编码的std::string到std::wstring）：
注意：在Windows上，我们使用MultiByteToWideChar函数；在非Windows上，我们使用std::mbstowcs。
代码示例：
```cpp
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <locale>
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#endif
std::wstring string_to_wstring(const std::string& str) {
if (str.empty()) {
return L"";
}
#ifdef _WIN32
// Windows部分
int size_needed = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), (int)str.size(), NULL, 0);
if (size_needed <= 0) {
return L"";
}
std::vector<wchar_t> buffer(size_needed);
MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), (int)str.size(), &buffer[0], size_needed);
return std::wstring(buffer.begin(), buffer.end());
#else
// 非Windows系统（Linux/macOS）
std::wstring wstr;
wstr.resize(str.size()); // 预留空间，可能不够，但先这样
size_t wstr_size = std::mbstowcs(&wstr[0], str.c_str(), str.size());
if (wstr_size == (size_t)-1) {
// 转换失败，返回空字符串
return L"";
}
wstr.resize(wstr_size);
return wstr;
#endif
}
```
但是，非Windows部分的问题：std::mbstowcs要求目标缓冲区足够大，并且它需要以null结尾的源字符串吗？根据标准，它需要源字符串以null结尾，但我们的std::string不一定以null结尾（虽然c_str()是null结尾的，但长度不包括null）。因此，我们可以这样修改：
```cpp
// 非Windows部分
std::size_t wstr_size = std::mbstowcs(nullptr, str.c_str(), 0);
if (wstr_size == (size_t)-1) {
return L"";
}
std::vector<wchar_t> buffer(wstr_size + 1); // 加上null终止符
std::mbstowcs(buffer.data(), str.c_str(), buffer.size());
buffer.resize(wstr_size); // 去掉null终止符
return std::wstring(buffer.begin(), buffer.end());
```
但是，上面的非Windows部分仍然需要设置locale为UTF-8，否则如果当前locale不是UTF-8，转换就会失败。
因此，我们可以在函数开始时设置locale，但设置locale是全局的，不是线程安全的。所以，我们需要小心。
改进：在非Windows部分，我们使用setlocale来设置当前locale为UTF-8，然后进行转换，最后恢复原来的locale。但是，这样在多线程中可能会出现问题。
另一种方法是使用std::wstring_convert（尽管被弃用，但如果没有其他选择，且项目允许，可以使用）。考虑到被弃用，我们这里不采用。
因此，我们更推荐使用条件编译，并且在非Windows部分，我们假设当前locale已经是UTF-8。如果当前locale不是UTF-8，那么转换可能会失败。所以，我们可以在程序初始化时设置一次locale。
或者，在非Windows部分，我们也可以使用iconv库，但这样需要额外依赖。
为了简化，我们假设在非Windows平台上，程序已经设置了合适的locale（比如在main函数开始调用std::setlocale(LC_ALL, "en_US.UTF-8")或类似）。
因此，我们修改非Windows部分的代码，并且不显式设置locale（由调用者保证）。
最终代码：
```cpp
#include <string>
#include <vector>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#endif
std::wstring string_to_wstring(const std::string& str) {
if (str.empty()) {
return L"";
}
#ifdef _WIN32
// Windows部分
int size_needed = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), (int)str.size(), NULL, 0);
if (size_needed <= 0) {
return L"";
}
std::vector<wchar_t> buffer(size_needed);
MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), (int)str.size(), &buffer[0], size_needed);
return std::wstring(buffer.begin(), buffer.end());
#else
// 非Windows系统（Linux/macOS）
// 注意：确保当前locale支持UTF-8，否则转换可能失败
size_t wstr_size = mbstowcs(nullptr, str.c_str(), 0);
if (wstr_size == (size_t)-1) {
return L"";
}
std::vector<wchar_t> buffer(wstr_size + 1); // 为null终止符额外分配一个
size_t result = mbstowcs(buffer.data(), str.c_str(), buffer.size());
if (result == (size_t)-1) {
return L"";
}
buffer.resize(wstr_size); // 去掉null终止符
return std::wstring(buffer.data(), wstr_size);
#endif
}
```
注意：在非Windows部分，我们使用了两次mbstowcs：第一次获取所需长度，第二次进行转换。这样确保我们有足够的空间。
另外，在Windows部分，我们使用了CP_UTF8，表示源字符串是UTF-8编码。如果源字符串不是UTF-8，那么需要改变代码页参数。
这个函数假设输入std::string是UTF-8编码。如果不是，则转换结果不正确。
如果调用者不确定编码，那么需要先确保编码是UTF-8。
最后，我们提供反向转换（wstring到string）的类似方法：
```cpp
std::wstring wstring_to_string(const std::wstring& wstr) {
if (wstr.empty()) {
return "";
}
#ifdef _WIN32
int size_needed = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, wstr.c_str(), (int)wstr.size(), NULL, 0, NULL, NULL);
if (size_needed <= 0) {
return "";
}
std::vector<char> buffer(size_needed);
WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, wstr.c_str(), (int)wstr.size(), buffer.data(), size_needed, NULL, NULL);
return std::string(buffer.begin(), buffer.end());
#else
// 非Windows系统（Linux/macOS）
size_t str_size = wcstombs(nullptr, wstr.c_str(), 0);
if (str_size == (size_t)-1) {
return "";
}
std::vector<char> buffer(str_size + 1);
size_t result = wcstombs(buffer.data(), wstr.c_str(), buffer.size());
if (result == (size_t)-1) {
return "";
}
buffer.resize(str_size);
return std::string(buffer.data(), str_size);
#endif
}
```
同样，非Windows部分需要当前locale是UTF-8。
总结：在跨平台编程中，字符串编码是一个复杂的问题。上述代码提供了在Windows和Linux/macOS上转换UTF-8编码的std::string到std::wstring的方法。但请确保输入字符串的编码正确，并且在非Windows平台上设置了正确的locale。
如果项目需要更强大的Unicode支持，建议使用第三方库（如ICU）。
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1. 为什么C++17弃用了std::wstring_convert和std::codecvt？
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3. 如何在不使用弃用功能的情况下进行字符串编码转换？</think>### C++中将 `std::string` 转换为 `std::wstring` 的方法
在 C++ 中进行字符串编码转换时，需注意字符编码（如 UTF-8、UTF-16）和平台差异。以下是两种推荐方法：
---
### 方法 1：使用 Windows API（仅限 Windows 平台）
若在 Windows 环境下开发且需处理 UTF-8/UTF-16 转换，可直接调用系统 API：
```cpp
#include <windows.h>
#include <string>
std::wstring string_to_wstring(const std::string& str) {
if (str.empty()) return L"";
// 计算所需缓冲区大小
int size_needed = MultiByteToWideChar(
CP_UTF8, // 源字符串为 UTF-8
0, // 无特殊标志
str.c_str(), // 源字符串指针
(int)str.size(), // 源字符串长度
NULL, // 不预先分配缓冲区
0 // 请求缓冲区大小
);
if (size_needed <= 0) return L"";
// 分配缓冲区并执行转换
std::wstring result(size_needed, 0);
MultiByteToWideChar(
CP_UTF8, 0,
str.c_str(), (int)str.size(),
&result[0], size_needed
);
return result;
}
```
**原理**：
- `MultiByteToWideChar` 是 Windows 原生 API，效率高[^3]。
- `CP_UTF8` 指定输入为 UTF-8 编码，输出为 UTF-16（`std::wstring` 在 Windows 中的内部格式）[^1]。
---
### 方法 2：跨平台转换（手动实现 UTF-8 解码）
如需跨平台支持，可手动解析 UTF-8 字节序列：
```cpp
#include <string>
#include <cstdint>
std::wstring utf8_to_wstring(const std::string& utf8_str) {
std::wstring result;
for (size_t i = 0; i < utf8_str.size();) {
uint8_t c = utf8_str[i];
size_t char_len = 0;
wchar_t wc = 0;
// 解析 UTF-8 字节序列
if (c < 0x80) {
wc = c;
char_len = 1;
} else if ((c & 0xE0) == 0xC0) {
wc = ((c & 0x1F) << 6) | (utf8_str[i+1] & 0x3F);
char_len = 2;
} else if ((c & 0xF0) == 0xE0) {
wc = ((c & 0x0F) << 12) | ((utf8_str[i+1] & 0x3F) << 6) | (utf8_str[i+2] & 0x3F);
char_len = 3;
} else if ((c & 0xF8) == 0xF0) {
// 处理 4 字节字符（如表情符号）
wc = L'?'; // 简化为占位符
char_len = 4;
} else {
wc = L'?';
char_len = 1;
}
result += wc;
i += char_len;
}
return result;
}
```
**注意**：
- 此方法仅实现基础 UTF-8 解码，未处理代理对（Surrogate Pairs），复杂字符需用专业库。
- 在 Linux/macOS 上，`std::wstring` 使用 UTF-32 编码，需调整输出类型[^3]。
---
### 关键注意事项
1. **编码一致性**：
确保输入 `std::string` 为 UTF-8 格式，否则转换结果错误[^1][^3]。
2. **平台差异**：
- Windows：`std::wstring` = UTF-16（每个字符 2 字节）
- Linux/macOS：`std::wstring` = UTF-32（每个字符 4 字节）[^3]
3. **弃用方法**：
C++17 已弃用 `<codecvt>` 和 `std::wstring_convert`，不推荐使用[^4][^5]。
---
### 应用场景建议
| 场景 | 推荐方法 |
|---------------------|-----------------------------|
| Windows API 编程 | 直接使用 `std::wstring`[^3] |
| 跨平台开发 | 统一用 UTF-8 `std::string` |
| 文件/网络 I/O | UTF-8 `std::string`[^3] |
| 含中文等非 ASCII 字符 | 明确指定 UTF-8 或 UTF-16 |
> 示例：Windows 剪贴板操作需 `std::wstring`，因 API 使用 UTF-16[^3]。
---
本文介绍了如何在C++中获取系统时间并转换为字符串，探讨了函数返回指针变量（包括全局变量和new内存分配）的使用，以及通过字符串拼接重命名图像的方法。示例代码详细展示了整个过程，帮助理解C++中的时间处理和字符串操作。
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