C++构造函数和隐式字符串转换

Question

在c++中，我可以编写一个带有构造函数的类，该构造函数接受std::string参数。这将允许我从std::string或char *构建此类的实例，由于隐式转换。

是否有必要同时拥有std::string构造函数和char *构造函数呢？

class MyStringClass {
 public:
    MyStringClass( const std::string &str ); // char *'s could implicitly use this constructor
    MyStringClass( const char * str );       // would this ever be necessary?
};

这个问题同样适用于函数参数。

void do_stuff_with_string( const std::string &str );
void do_stuff_with_string( const char * str );

编辑:

为了澄清，我更关注性能。假设这些构造函数/函数调用到只接受char *的API。如果我不需要构造std::string，是否值得拥有这两个单独的函数?

void do_stuff_with_string( const std::string &str )
{
    do_stuff_with_string( str.c_str() );
}

void do_stuff_with_string( const char * str )
{
    // call some api that only accepts char *
}

- Brian Schlenker

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显而易见的原因是如果你想要以不同的方式处理它们。当然，还有其他原因，这使得回答这个问题变得困难，而不能简单地提供一个列表。你能否给我们更多关于你正在尝试做什么的信息？ - Cody Gray

@CodyGray 我想更多地询问性能方面的问题。如果在函数内部仅使用 .c_str() 方法（例如），是否值得同时拥有两者以避免构造字符串，还是开销如此微小，我不必担心它？ - Brian Schlenker

正如@CodyGray所指出的，您所节省的是字符串的构建。这种开销是否“微不足道”取决于类在程序中的使用方式，因此很难在这里一般性地回答。 - Xavier Leclercq

如果你有一个_const char*_字符串，然后通过隐式转换创建一个_const std::string&_，最终通过_std::string::c_str()_将其传递给一些具有_const char*_接口的C-API，那么这绝对是一个值得质疑的设计。请参见下面的答案以获取详细信息。 - plexando

Answer 1

如果您希望处理C字符串和std::string的方式不同，那么您需要重载构造函数。

MyStringClass::MyStringClass( const std::string &str )
{
    // Do std::string-specific stuff here.
}

MyStringClass::MyStringClass(const char * str )
{
    // Do char* specific stuff here.
}

还有一种可能性是，const char *类型的参数不是以null结尾的C字符串，而是指向单个字符或非以null结尾的字符数组。在这种情况下，隐式转换可能会失败。

示例：

#include <iostream>

int DoStuff(const std::string &myString)
{
    std::cout << myString << std::endl;
}

int main()
{
    DoStuff("This is a null terminated c-string");  // Fine!

    char charArray[] = { 'A', 'B', 'C' };           // Not null terminated!
    DoStuff(charArray);                             // Uh oh!
}

上面的示例是针对一个函数的，但同样适用于构造函数。上述示例编译时不会出现警告！

就性能而言，由于std::string(const char * const)构造函数将复制c字符串到其自己的内部缓冲区中，因此肯定会有一些影响。然而，在大多数情况下，影响将是可以忽略不计的，因为复制非常高效。但对于非常大的字符串来说，这可能是个问题。

作为一般规则，请尽可能使用C++字符串，并在需要C风格字符串时使用std::string::c_str()成员。从char*到std::string的偶尔字符串拷贝在大多数情况下都只是微小的优化。只有在非常关键的性能代码中，这才会成为一个潜在的问题。

- Karl Nicoll

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最后一个例子无论如何都是一个“// 哎呀！”。因为您没有将数组的长度作为参数传递，所以您将直接读取到末尾。函数知道这一点的唯一方法是定位一个哨兵字符。然后，您刚刚重新发明了C风格的字符串。 - Cody Gray

@CodyGray - 技术上是正确的（最好的正确方式）！我的观点是char *不一定是一个c字符串，在这些情况下需要重载，而在后一种情况下需要一个长度参数。 - Karl Nicoll

Answer 2

嗯，是的，假设你想从构造函数中释放char *字符串所占用的内存。在这种情况下，你需要两个不同的构造函数。

- José Tomás Tocino

Answer 3

如果您正在使用需要(const) char*函数参数的C API，通常（也）需要提供(const) char* C风格接口。

例如，考虑一个RAII包装器Iconv用于iconv(3)。在Iconv的初始化中，您将需要进行包装。

iconv_t iconv_open(const char* tocode, const char* fromcode);

你真的想让 Iconv 的（仅有的）构造函数是这样吗？

Iconv(const std::string& tocode, const std::string& fromcode);

特别是如果您的参数（tocode，fromcode）很可能来自命令行（argv）？

在这种情况下，我会定义相应的C风格构造函数，可能还会为方便起见定义前一个构造函数（然后通过std :: string :: c_str（）调用C风格构造函数）。

- plexando