默认构造的std::string c_str()值

Question

std::string s1;
std::string s2;
assert(strlen(s1.c_str()) == 0);
assert(s1.c_str() == s2.c_str());

这两个断言总是成立吗？

我使用C++11，并检查了标准，第21.4.2节的表格63中说：

data（）是可复制且可以添加0的非空指针 size（）为0 capacity（）是未指定的值

我认为c_str()与data()相同。但是我对此定义有些疑问。

1. "CAN have 0 added to it" == "MUST and ALWAYS have 0 added to it"是否相等？ 2. 所有默认构造的std::string共享同一个底层缓冲区吗？

我在gcc上测试，这两个断言都为真。我想知道这对于所有编译器是否始终如此？

- Mingfei Gao

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你使用的GCC版本和编译选项是什么？在GCC/libstdc++中，自C++11以来实现了SSO，因此第二个assert应该为false。Clang/libc++和MSVC也是如此。在线演示：https://godbolt.org/z/7zj5bdT9v。 - Daniel Langr

@DanielLangr 我不确定默认设置是什么，但libstdc++有一个配置开关，决定是否对空字符串使用共享静态对象，我记得以前看到过一些问题：--enable-fully-dynamic-string，请参见https://gcc.gnu.org/onlinedocs/libstdc++/manual/configure.html。 - user17732522

Answer 1

第一个断言保证成功。 c_str() 总是返回指向以空字符结尾的字符串的指针，其字符串内容与 std::string 对象持有的相同，对于两个 s1 都是空字符串。

第二个断言不保证成功。没有要求从 std::string 返回的 c_str() 如果内容相同，则必须相同。默认构造的字符串不需要共享相同的底层缓冲区。这将是特定标准库实现的实现细节。（我认为 libstdc++ 根据配置原因在某些情况下执行此操作以实现向后兼容性？如果我记得正确，可以查看 --enable-fully-dynamic-string configure 选项）。

请注意，在C++11之前，data()与c_str()的效果不同。 data()不能保证提供指向以空字符结尾的字符串的指针。如果字符串为空，则不允许解引用由其返回的指针。因此，在C++11之前，在示例中将c_str()替换为data()会导致对调用strlen的未定义行为。

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"并且可以将0添加到其中"这个措辞有些奇怪，我不完全确定它想要传达什么意思，但对于C++11（草案N3337），data()的返回值在[string.accessors]/1中进一步指定，以便对于范围内的所有i，data()+i==&operator[](i)，并且[strings.access]/2中指定operator[]在没有任何条件的情况下返回对CharT()（又名空字符）的引用，对于operator[](size())。

这种奇怪的措辞也已经在2018年通过编辑更改得到了替换，请参见https://github.com/cplusplus/draft/pull/1879。

- user17732522