將C ++ 11 std :: string :: operator []返回以null結尾的緩沖區

Question

我有一個std::string類的對象，我需要傳遞給C函數，通過迭代它並搜索空終止符號來操作char*緩沖區。

所以，我有這樣的事情：

// C function
void foo(char* buf);

// C++ code
std::string str("str");
foo(&str[0]);

假設我們使用C ++ 11，因此我們保證std::string表示將具有連續存儲的字符。

但我想知道是否有任何保證&str[0]將指向以\\0結尾的緩沖區？ 是的，有c_str成員函數，但我在談論operator[] 。

有人可以引用標准嗎？

Answer 1

在實踐中，是的。 std::string實現正好是符合標准的，不會在緩沖區的末尾存儲NUL字符。

所以，如果你不想知道這個想法，你就完成了。

但是，如果您想知道該標准是否為abtruse：

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在C ++ 14中，是的。 明確要求[]返回一組連續的元素， [size()]必須返回一個NUL字符，而const方法可能不會修改狀態。 因此*((&str[0])+size())必須與str[size()] ，並且str[size()]必須是NUL，因此游戲結束。

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在C ++ 11中，幾乎可以肯定。 有一些規則， const方法可能無法修改狀態。 可以保證data()和c_str()返回一個以空值終止的緩沖區，該緩沖區在每個點都與[]一致。

對C ++ 11標准進行復雜的閱讀會說明在調用data()或c_str() ， [size()]不會在緩沖區的末尾返回NUL終止符，而是返回static const CharT單獨存儲，緩沖區具有NUL應該是的單位化（甚至是陷阱值）。 由於要求const方法不能修改狀態，我認為這種讀數是不正確的。

這要求&str[str.size()]在.data()調用之間發生變化，這是一個const調用中string狀態的可觀察變化，我認為這是非法的。

繞過標准的另一種方法可能是不初始化str[str.size()]直到您通過調用.data() .c_str()或實際將str.size()傳遞給operator[]來合法訪問它。 由於除了標准中的那些元素之外沒有定義的方法來訪問該元素，因此您可以擴展並說NUL的延遲初始化是合法的。

我對此提出質疑，因為.data()的定義暗示[]的返回值是連續的，因此&[0]與.data()和.data()+.size()地址相同保證指向NUL CharT所以必須(&[0])+.size() ，並且沒有非const方法調用std::string的狀態可能不會在調用之間改變。

但是，如果編譯器可以看到並且看到你永遠不會調用.data()或.c_str() ，那么如果可以證明你從未調用它們，那么連續性的要求是否成立呢？

在這一點上，我舉起手來射擊敵對的編譯器。

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這個標准非常被動地表達出來。 因此，可能有一種方法可以使符合std::string符合這些規則。 並且由於保證越來越接近明確要求那里的NUL終結符，因此新編譯器出現的使用C ++的折磨讀取聲稱符合標准的可能性很低。

Answer 2

根據標准，是的。 可以使用string::data或string::c_str訪問底層char容器，標准上說：

21.4.7.1 basic_string訪問器[string.accessors]
const charT* c_str() const noexcept;
const charT* data() const noexcept;

1 返回：指針p ，使得p + i == &operator[](i)為[0,size()]每個i 。
2 復雜性：恆定時間。
3 要求：程序不得更改存儲在字符數組中的任何值。

並且為了證明它是空終止的，看一下operator[]定義（強調我的）：

21.4.5 basic_string元素訪問[string.access]
const_reference operator[](size_type pos) const;
reference operator[](size_type pos);

1 要求： pos <= size().
2如果pos < size()則返回： *(begin() + pos) pos < size() 。 否則，返回對charT類型的對象的引用，其值為charT() ，其中修改對象會導致未定義的行為。
3 投擲 ：沒什么。
4 復雜性 ：恆定時間。

因此operator[size()]返回charT() ，因為std::string是std::basic_string<char> ， charT()是'\\0' 。

這意味着，在您的情況下， *(&str[0] + str.size()) == '\\0'應根據標准始終為true 。

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請注意，修改operator[size()]是UB。