字符串 c_str() 与 data()

Question

我读过几个地方，c_str() 和 data() （在 STL 和其他实现中）之间的区别是 c_str() 是总是以 null 终止，而 data() 则不是。 据我在实际实现中看到的，它们要么执行相同的操作，要么调用 data() 调用 c_str()。

我在这里缺少什么？ 在什么场景下使用哪一种更正确？

Answer 1

文档是正确的。 如果您想要一个空终止字符串。

如果实现者碰巧实现了 data() 就 c_str() 而言，您不必担心，在某些实现中，如果您不需要字符串以 null 结尾，仍然可以使用 data()它可能比 c_str() 执行得更好。

字符串不一定必须由字符数据组成，它们可以由任何类型的元素组成。 在这些情况下，data() 更有意义。 在我看来，c_str() 仅当字符串元素基于字符时才真正有用。

额外：从 C++11 开始，两个函数必须相同。 即现在要求 data 以 null 终止。 根据cppreference：“返回的数组以null结尾，即、data() 和 c_str() 执行相同的功能。”

Answer 2

在 C++11/C++0x 中，< code>data() 和 c_str() 不再不同。 因此，data() 也需要在末尾有一个空终止符。

21.4.7.1 basic_string 访问器 [string.accessors]

const charT* c_str() const noexcept;

const charT* data() const noexcept;

1 返回：一个指针 p，对于 [0,size() 中的每个 i，p + i == &operator[](i) )].

---

21.4.5 basic_string元素访问[string.access]

const_reference 运算符[](size_type pos) const noexcept;

1 要求：pos <= size()。
2 返回：*(begin() + pos) 如果 pos < size()，否则为 T 类型对象的引用
with value charT(); 引用的值不应被修改。

Answer 3

即使知道您已经看到它们做了同样的事情，或者 .data() 调用 .c_str()，但假设其他编译器也会出现这种情况也是不正确的。 您的编译器也可能会随着未来的版本而改变。

使用 std::string 的 2 个理由：

std::string 可用于文本和任意二进制数据。

//Example 1
//Plain text:
std::string s1;
s1 = "abc";

//Example 2
//Arbitrary binary data:
std::string s2;
s2.append("a\0b\0b\0", 6);

当您使用字符串作为示例 1 时，您应该使用 .c_str() 方法。

当您使用字符串作为示例 2 时，您应该使用 .data() 方法。不是因为在以下情况中使用 .c_str() 是危险的这些情况，但因为更明确的是您正在使用二进制数据供其他人审查您的代码。

使用 .data() 的可能陷阱

以下代码是错误的，可能会导致程序中出现段错误：

std::string s;
s = "abc";   
char sz[512]; 
strcpy(sz, s.data());//This could crash depending on the implementation of .data()

为什么实现者通常会使用 .data() 和 .c_str() 来执行此操作同样的事情？

因为这样做效率更高。 使 .data() 返回非 null 终止的内容的唯一方法是让 .c_str() 或 .data() 复制其内部缓冲区，或者仅使用 2 个缓冲区。 拥有一个以 null 结尾的缓冲区始终意味着您在实现 std::string 时始终可以仅使用一个内部缓冲区。

Answer 4

前面的所有注释都是一致的，但我还想补充一点，从 c++17 开始，str.data() 返回 char* 而不是 const char*

Answer 5

已经回答了，关于目的的一些注释：实施自由。

std::string 操作 - 例如迭代、串联和元素突变 - 不需要零终止符。 除非您将 string 传递给需要零终止字符串的函数，否则可以省略它。

这将允许实现让子字符串共享实际的字符串数据：string::substr 可以在内部保存对共享字符串数据以及开始/结束范围的引用，从而避免复制（和额外的分配）实际的字符串数据。 该实现将推迟复制，直到您调用 c_str 或修改任何字符串为止。 如果只是读取所涉及的子字符串，则不会进行任何复制。

（写时复制实现在多线程环境中并没有多大乐趣，而且典型的内存/分配节省不值得今天使用更复杂的代码，因此很少这样做）。

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类似地，string::data 允许不同的内部表示，例如绳索（字符串段的链接列表）。 这可以显着改善插入/替换操作。 同样，当您调用 c_str 或 data 时，段列表必须折叠为单个段。

Answer 6

引用 ANSI ISO IEC 14882 2003（C++03 标准）：

    21.3.6 basic_string string operations [lib.string.ops]

    const charT* c_str() const;

    Returns: A pointer to the initial element of an array of length size() + 1 whose first size() elements
equal the corresponding elements of the string controlled by *this and whose last element is a
null character specified by charT().
    Requires: The program shall not alter any of the values stored in the array. Nor shall the program treat the
returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non-const member function of the
class basic_string that designates the same object as this.

    const charT* data() const;

    Returns: If size() is nonzero, the member returns a pointer to the initial element of an array whose first
size() elements equal the corresponding elements of the string controlled by *this. If size() is
zero, the member returns a non-null pointer that is copyable and can have zero added to it.
    Requires: The program shall not alter any of the values stored in the character array. Nor shall the program
treat the returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non- const member
function of basic_string that designates the same object as this.