C++11 中 std::string 总是以 null 结尾吗？

Question

Herb Sutter 在其网站上的 2008 年帖子中指出：

出于与并发相关的原因，有一项积极的提案要求在 C++0x 中进一步加强这一点，并要求空终止，并可能禁止写时复制实现。这是论文：http://www. open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2534.html。我认为本文中的一项或两项提案很可能会被采纳，但我们将在下一两次会议上看到结果。

我知道 C++11 现在保证 std::string 内容连续存储，但是他们在最终草案中采用了上述内容吗？

现在使用 &str[0] 这样的东西安全吗？

Answer 1

是的，根据 [string.accessors] p1，std::basic_string::c_str():

返回：一个指针p，对于每个i，p + i == &operator[](i) 在 [0,size()] 中。

复杂性：恒定时间。

要求：程序不得更改存储在字符数组中的任何值。

这意味着给定一个字符串 s，s.c_str() 返回的指针必须与字符串中首字符的地址相同（& ;s[0])。

Answer 2

&str[0] 可以安全使用——只要您不假设它指向以 null 结尾的字符串。

自 C++11 起，要求包括（[string.accessors] 部分）：

• str.data() 和 str.c_str() 指向以 null 结尾的字符串。
• &str[i] == str.data() + i ，对于 0 <= i <= str.size()
  • 请注意，这意味着存储是连续的。

但是，不要求 &str[0] + str.size() 指向空终止符。

当 data()、c_str() 或 operator[](str.size()) 时，一致的实现必须将空终止符连续放置在存储中> 被称为；但不需要将其放置在任何其他情况下，例如使用其他参数调用 operator[] 。

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为了让您免于阅读下面的长篇讨论： 有人提出反对意见，如果 c_str() 编写一个空终止符，则会导致 c_str() 下的数据争用a href="https://timsong-cpp.github.io/cppwp/n3337/res.on.data.races#3" rel="nofollow noreferrer">res.on.data.races#3 ;我不同意这将是一场数据竞赛。

Answer 3

尽管 c_str() 返回 std::string 的 null 终止版本，但将 C++ std::string 与 C char* 字符串混合时可能会出现意外情况。

空字符可能会出现在 C++ std::string 中，这可能会导致微妙的错误，因为 C 函数会看到较短的字符串。

有错误的代码可能会覆盖空终止符。这会导致未定义的行为。然后，C 函数将读取字符串缓冲区之外的内容，从而可能导致崩溃。

#include <string>
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>

int main()
{
    std::string embedded_null = "hello\n";
    embedded_null += '\0';
    embedded_null += "world\n";

    // C string functions finish early at embedded \0
    std::cout << "C++ size: " << embedded_null.size() 
              << " value: " << embedded_null;
    printf("C strlen: %d value: %s\n", 
           strlen(embedded_null.c_str()), 
           embedded_null.c_str());

    std::string missing_terminator(3, 'n');
    missing_terminator[3] = 'a'; // BUG: Undefined behaviour

    // C string functions read beyond buffer and may crash
    std::cout << "C++ size: " << missing_terminator.size() 
              << " value: " << missing_terminator << '\n';
    printf("C strlen: %d value: %s\n", 
           strlen(missing_terminator.c_str()), 
           missing_terminator.c_str());
}

输出：

$ c++ example.cpp
$ ./a.out
C++ size: 13 value: hello
world
C strlen: 6 value: hello

C++ size: 3 value: nnn
C strlen: 6 value: nnna�