使用const char *的奇怪的std :: cout行为

Question

我有一个方法，它返回一个字符串以显示为错误消息。 根据程序中出现此错误的位置，我可能会在显示错误消息之前添加一些解释。

string errorMessage() {
    return "this is an error";
}

// somewhere in the program...
const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();
cout << message << endl;

（我将消息存储为const char *，因为我实际上会将此错误提供给另一个接受const char *参数的方法）

此时它输出垃圾（控制台上的不可打印的字符）。

所以我玩了它，发现如果相反我做：

// somewhere in the program...
const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();
cout << ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str() << endl << message << endl;

然后它会正确显示两次消息。

为什么为cout提供额外的参数会导致它按照我的意图工作？

Answer 1

("Some extra info \\n" + errorMessage())是一个临时的 std::string 。 这意味着，在声明完成后，它的生命周期已经结束。

cout << ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str() << endl

因为在std::cout使用std::string它的生命周期尚未结束。 该

<< message

但是，部分是未定义的行为。 纯粹的运气它有效。

要解决这个问题，你需要使用const std::string&或扩展std::string的生命周期，因为C ++ 11， std::string&& ：

const std::string&  str_const_ref = "Some extra info \n" + errorMessage();
std::string&& str_rvalue = "Some extra info \n" + errorMessage();

现在您可以根据需要对它们进行操作。

另一种方式是

std::string str = "Some extra info \n" + errorMessage();

但是，如果编译器没有做一些返回值优化 ，这将导致构造函数和复制构造函数（<C ++ 11， 非常糟糕 ）或移动构造函数（> = C ++ 11，更好，但不必要）被执行。

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顺便说一句，这个确切的问题甚至包含在“The C ++ Programming Language” ^第 4版中！

在§10.3.4“临时对象”中，Stroustrup先生写道：

标准库字符串有一个成员c_str() （第36.3节），它返回一个C样式指针，指向一个以零结尾的字符数组（§2.2.5，§43.4）。 此外，operator +被定义为表示字符串连接。 这些是字符串的有用工具。 但是，它们可能会导致模糊的问题。 例如：

 void f(string& s1, string& s2, string& s3) { const char* cs = (s1+s2).c_str(); cout << cs; if (strlen(cs=(s2+s3).c_str())<8 && cs[0]=='a') { // cs used here } } 

[...]创建一个临时字符串对象来保存s1+s2 。 接下来，从该对象中提取指向C样式字符串的指针。 然后 - 在表达式的末尾 - 删除临时对象。 但是， c_str()返回的C样式字符串被分配为保存s1+s2的临时对象的一部分，并且在该临时性被销毁之后不保证该存储存在。 因此， cs指向解除分配的存储。 输出操作cout<<cs可能会按预期工作，但这将是纯粹的运气。 编译器可以检测并警告此问题的许多变体。 if -statement的问题有点微妙。 条件将按预期工作，因为创建临时保持s2+s3的完整表达式是条件本身。 但是，在输入受控语句之前，该临时文件已被销毁，因此无法保证在那里使用cs 。

所以，不要担心你的C ++技能。 甚至C ++圣经也解释了它。 ;-)

Answer 2

const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();
cout << message << endl;  

errorMessage()返回一个临时的std::string对象
与"Some extra info \\n" + errorMessage()会创建另一个临时对象。
以c_str为例，返回指向其内部缓冲区的指针（不是副本）。
然后删除临时对象，指针无效。
其他一切都未定义。 它可能会提供正确的输出，崩溃或做任何其他事情。

Answer 3

问题出在这里：

const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();

errorMessage（）将返回一个临时的std :: string，它将在下一行运行之前超出范围。

我建议改为：

std::string message = "Some extra info \n" + errorMessage();

然后，当您需要将指针传递给底层缓冲区时，您可以使用：

message.c_str();