什么是空终止字符串？

Question

它与 std::string 有什么不同？

Answer 1

“字符串”实际上只是一个 char 数组；以空字符结尾的字符串是指其中空字符 '\0' 标记字符串结尾（不一定是数组结尾）的字符串。代码中的所有字符串（由双引号 "" 分隔）都会由编译器自动以 null 终止。

例如，"hi" 与 {'h', 'i', '\0'} 相同。

Answer 2

以 null 结尾的字符串是连续的字符序列，其中最后一个字符的二进制位模式全为零。我不确定“普通字符串”是什么意思，但如果您的意思是 std::string，那么不需要 std::string （C++11 之前）是连续的，并且不需要有终止符。此外，std::string 的字符串数据始终由包含它的 std::string 对象分配和管理；对于以 null 结尾的字符串，不存在这样的容器，您通常使用裸指针来引用和管理此类字符串。

所有这些都应该在任何像样的 C++ 教科书中涵盖 - 我建议获取 Accelerated C++，其中之一其中最好的。

Answer 3

表示字符串的主要方式有两种：

1) 末尾带有 ASCII 空 (nul) 字符 0 的字符序列。您可以通过搜索终止符来判断它有多长。这称为空终止字符串，或有时称为空终止字符串。

2) 字符序列，加上一个单独的字段（整数长度，或指向字符串末尾的指针），告诉您它有多长。

我不确定“通常的字符串”，但经常发生的情况是，在谈论特定语言时，“字符串”一词用于表示该语言的标准表示形式。所以在Java中，java.lang.String是一个类型2字符串，所以这就是“字符串”的意思。在 C 语言中，“字符串”可能表示 1 类字符串。为了精确起见，该标准相当冗长，但人们总是想忽略“显而易见”的内容。

不幸的是，在 C++ 中，这两种类型都是标准的。 std::string 是类型 2 字符串[*]，但从 C 继承的标准库函数对类型 1 字符串进行操作。

[*] 实际上，std::string 通常被实现为字符数组，具有单独的长度字段 和 一个 nul 终止符。这样就可以实现 c_str() 函数，而无需复制或重新分配字符串数据。我不记得在不存储长度字段的情况下实现 std::string 是否合法：问题是标准需要什么复杂性保证。对于一般容器，建议 size() 为 O(1)，但实际上并不要求如此。因此，即使它是合法的，仅使用 null 终止符的 std::string 实现也会令人惊讶。

Answer 4

'\0' 

是一个 ASCII 字符，代码为 0、空终止符、空字符、NUL。在C语言中，它用作保留字符，用于表示字符串的结尾。许多标准函数（例如 strcpy、strlen、strcmp 等）都依赖于此。否则，如果没有 NUL，则必须使用另一种方式来表示字符串结束：

这允许字符串为任意长度，且开销仅为 1
字节;存储计数的替代方法需要一个字符串
长度限制为 255 或超过 1 个字节的开销。

来自维基百科

C++ std::string遵循另一个约定，其数据由名为 _Rep 的结构表示：

// _Rep: string representation
      //   Invariants:
      //   1. String really contains _M_length + 1 characters: due to 21.3.4
      //      must be kept null-terminated.
      //   2. _M_capacity >= _M_length
      //      Allocated memory is always (_M_capacity + 1) * sizeof(_CharT).
      //   3. _M_refcount has three states:
      //      -1: leaked, one reference, no ref-copies allowed, non-const.
      //       0: one reference, non-const.
      //     n>0: n + 1 references, operations require a lock, const.
      //   4. All fields==0 is an empty string, given the extra storage
      //      beyond-the-end for a null terminator; thus, the shared
      //      empty string representation needs no constructor.

      struct _Rep_base
      {
    size_type       _M_length;
    size_type       _M_capacity;
    _Atomic_word        _M_refcount;
      };

struct _Rep : _Rep_base
      {
    // Types:
    typedef typename _Alloc::template rebind<char>::other _Raw_bytes_alloc;

    // (Public) Data members:

    // The maximum number of individual char_type elements of an
    // individual string is determined by _S_max_size. This is the
    // value that will be returned by max_size().  (Whereas npos
    // is the maximum number of bytes the allocator can allocate.)
    // If one was to divvy up the theoretical largest size string,
    // with a terminating character and m _CharT elements, it'd
    // look like this:
    // npos = sizeof(_Rep) + (m * sizeof(_CharT)) + sizeof(_CharT)
    // Solving for m:
    // m = ((npos - sizeof(_Rep))/sizeof(CharT)) - 1
    // In addition, this implementation quarters this amount.
    static const size_type  _S_max_size;
    static const _CharT _S_terminal;

    // The following storage is init'd to 0 by the linker, resulting
        // (carefully) in an empty string with one reference.
        static size_type _S_empty_rep_storage[];

        static _Rep&
        _S_empty_rep()
        { 
      // NB: Mild hack to avoid strict-aliasing warnings.  Note that
      // _S_empty_rep_storage is never modified and the punning should
      // be reasonably safe in this case.
      void* __p = reinterpret_cast<void*>(&_S_empty_rep_storage);
      return *reinterpret_cast<_Rep*>(__p);
    }

        bool
    _M_is_leaked() const
        { return this->_M_refcount < 0; }

        bool
    _M_is_shared() const
        { return this->_M_refcount > 0; }

        void
    _M_set_leaked()
        { this->_M_refcount = -1; }

        void
    _M_set_sharable()
        { this->_M_refcount = 0; }

    void
    _M_set_length_and_sharable(size_type __n)
    {
#ifndef _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING
      if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))
#endif
        {
          this->_M_set_sharable();  // One reference.
          this->_M_length = __n;
          traits_type::assign(this->_M_refdata()[__n], _S_terminal);
          // grrr. (per 21.3.4)
          // You cannot leave those LWG people alone for a second.
        }
    }

    _CharT*
    _M_refdata() throw()
    { return reinterpret_cast<_CharT*>(this + 1); }

    _CharT*
    _M_grab(const _Alloc& __alloc1, const _Alloc& __alloc2)
    {
      return (!_M_is_leaked() && __alloc1 == __alloc2)
              ? _M_refcopy() : _M_clone(__alloc1);
    }

    // Create & Destroy
    static _Rep*
    _S_create(size_type, size_type, const _Alloc&);

    void
    _M_dispose(const _Alloc& __a)
    {
#ifndef _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING
      if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))
#endif
        if (__gnu_cxx::__exchange_and_add_dispatch(&this->_M_refcount,
                               -1) <= 0)
          _M_destroy(__a);
    }  // XXX MT

    void
    _M_destroy(const _Alloc&) throw();

    _CharT*
    _M_refcopy() throw()
    {
#ifndef _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING
      if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))
#endif
            __gnu_cxx::__atomic_add_dispatch(&this->_M_refcount, 1);
      return _M_refdata();
    }  // XXX MT

    _CharT*
    _M_clone(const _Alloc&, size_type __res = 0);
      };

---

实际数据可以通过以下方式获得：

_Rep* _M_rep() const
      { return &((reinterpret_cast<_Rep*> (_M_data()))[-1]); }

此代码片段来自我机器上的文件 basic_string.h位于 usr/include/c++/4.4/bits/basic_string.h

因此，如您所见，差异非常显着。

Answer 5

以 null 结尾的字符串意味着字符串的结尾是通过出现 null 字符（所有位均为零）来定义的。

“其他字符串”例如必须存储它们自己的长度。

Answer 6

以 null 结尾的字符串是 C 中的本机字符串格式。例如，字符串文字被实现为以 null 结尾。因此，大量代码（首先是 C 运行时库）假设字符串以 null 结尾。

Answer 7

以 null 结尾的字符串（c 字符串）是一个字符数组，该数组的最后一个元素是 0x0 值。 std::string 本质上是一个向量，因为它是一个自动调整大小的值容器。它不需要空终止符，因为它必须跟踪大小以了解何时需要调整大小。

老实说，我更喜欢 C 字符串而不是 std 字符串，它们只是在基本库中有更多应用程序，代码和分配最少，因此更难使用。