C++字符串字面值比较

Question

我是一个 C++ 新手（只知道老派的 C 语言）。我儿子向我寻求帮助，但我无法解释清楚。如果他问我“如何比较字符串”，我会告诉他使用 strcmp() 函数，但这不是让我感到困惑的地方。以下是他的问题：

int main() 
{ 
  cout << ("A"< "Z");
}

将打印1

int main() 
{ 
  cout << ("Z"< "A");
}

也会输出1，但是

int main() 
{ 
  cout << ("Z"< "A");
  cout << ("A"< "Z");
}

接着将会打印10。这两个cout语句分别打印1，但是连续执行时我得到了不同的答案？

- simusid

---

这并不是一个问题，但你可以通过将其中一个字面值转换为 std::string 来使其正常工作：std::cout << (std::string("A") < "Z"); - Fred Larson

FYI，C字符串可以转换为C++字符串，然后使用典型运算符进行比较。std::string s1 = "A";等。 - Ryan Haining

或者自C++14起，只需使用("A"s < "Z"s)。 - Felix Glas

寻找面试问题的人，请注意！ - dlf

Answer 1

你正在比较内存地址。显然，你的编译器会按照遇到它们的顺序将字符串字面值放入内存中，因此第一个比第二个“小”。

由于在第一段代码片段中，先看到了"A"和后面的"Z"，因此"A"较小。而在第二段代码片段中，先看到了"Z"，因此"Z"较小。在最后一个代码片段中，在第二条命令执行之前，已经有字面值"A"和"Z"的位置了。

- Wintermute

---

你应该提到 compare 方法来真正比较它们。 - tadman

我认为值得注意的是，这与“旧式c语言”中发生的情况完全相同。 - Fred Larson

我很惊讶地发现C++不支持用于比较的“太空船运算符<=>”（http://en.wikipedia.org/wiki/Three-way_comparison）。 - Sled

@Wintermute 我编辑了一下，指出它们并不是字符串，而是char数组，因为来自其他语言的人经常会忘记这一点。 - Sled

@Roland 不是的，在C++11中它是未指定的。根据§ 5.9/2，“如果两个类型相同的指针p和q指向不是同一对象或同一数组的成员或不同函数的对象，或者只有其中一个为空，则p<q，p>q，p<=q和p>=q的结果是未指定的”。 - user3920237

Answer 2

字符串字面值具有静态存储期。在所有这些比较中，都会比较编译器分配给字符串字面值的内存地址。似乎编译器遇到的第一个字符串字面值存储在内存中的地址较低，与下一个遇到的字符串字面值相比。

因此，在这个程序中

int main() 
{ 
  cout << ("Z"< "A");
  cout << ("A"< "Z");
}

编译器在处理字符串字面量时，会先找到字符串字面量"Z"，因此将其分配到比字符串字面量"A"更低的地址。

请注意这一比较。

  cout << ("A"< "A");

编译器的选项可能会导致不同的结果，因为编译器可能会为字符串字面量分配两个内存扩展，也可能只使用相同的字符串字面量的一个副本。

C++标准（2.14.5字符串字面量）中指出：

12 是否所有字符串字面量都是唯一的（即存储在非重叠对象中）是由实现定义的。 尝试修改字符串字面量的效果是未定义的。

对于C也是如此。

- Vlad from Moscow

---

值得注意的是，这些字符串不是C++的std::string类型字符串，而是char* C风格的字符串。 - tadman

Answer 3

在这个语句中：

cout << ("A"< "Z");

您已经创建了 2 个字符串文字："A" 和 "Z"。它们是const char *类型的，这是一个指向以空字符结尾的字符数组的指针。这里的比较是比较指针而不是它们指向的值。正是这种比较内存地址导致了编译器警告。比较的结果将由编译器分配内存的位置确定，这在不同的编译器中可能是任意的。在这种情况下，看起来第一个找到的文字被分配了第一个内存地址。

就像在 C 中一样，要正确比较这些字符串文字，您需要使用strcmp进行值比较。

但是，当您按照更典型的 c++ 方式执行某些操作时，例如：

cout << (std::string("A") < std::string("Z"));

然后您会得到适当的值比较，因为该比较运算符已经针对 std::string 进行了定义。

- shuttle87

Answer 4

如果您想比较实际的C++字符串，您需要声明C++字符串：

int main() 
{
  const std::string a("A");
  const std::string z("Z");

  cout << (z < a) << endl; // false
  cout << (a < z) << endl; // true
}

- tadman

Answer 5

在C++中，结果是未指定的。我将使用N3337来进行C++11编程。

首先，我们必须看一下字符串字面量的类型是什么。

§2.14.5

9 普通字符串字面值和UTF-8字符串字面值也称为窄字符串字面值。窄字符串字面值的类型为“大小为n的const char数组”，其中n是如下定义的字符串的大小，并具有静态存储期（3.7）。

数组俗称为指针衰减。

§4.2

1 类型为 "数组 N T" 或 "未知边界的数组 T" 的左值或右值可以转换为类型为 "指向 T 的指针" 的纯右值。结果是指向数组第一个元素的指针。

由于您的字符串文字都只包含一个字符，它们是相同的类型（char[2]，包括空字符）。

因此，以下段落适用：

§5.9

2 [...]

指向相同类型（经过指针转换后）的对象或函数的指针可以进行比较，其结果定义如下：

[...]

- 如果两个指向不同对象的相同类型的指针p和q不是同一对象或数组的成员的元素，或者只有其中一个为空，则p<q、p>q、p<=q和p>=q的结果是未指定的。

未指定意味着行为取决于实现。我们可以看到GCC对此发出了警告：

warning: comparison with string literal results in unspecified behaviour [-Waddress]
     std::cout << ("Z" < "A");

这种行为可能会因编译器或编译器设置而发生变化，但实际上发生了什么，请参见Wintermute的答案。

- user3920237

Answer 6

你正在比较内存地址。接下来的示例说明如何比较两个字符串：

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <cstring> //prototype for strcmp()

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 using namespace std;

 cout << strcmp("A", "Z"); // will print -1
 cout << strcmp("Z", "A"); // will print 1

 return 0;
}

- Thomas Papamihos

Answer 7

C++中的字符串常量（“A”和“Z”）由C概念表示 - 字符数组，其中最后一个字符是'\0'。这样的常量必须使用strcmp()类型的函数进行比较。

如果您想使用C++ std::string比较，您必须明确声明：

cout << (std::string( "A") < "Z");

- user2038893

Answer 8

字符串代表着内存区域的指针。因此，您首先需要使用这样的代码仅比较内存地址。

"Z"< "A"

比较字符串是通过函数完成的。它们取决于您拥有的“字符串类型”。您有char数组字符串，但它们也可能是对象。这些对象具有其他比较函数。例如，在MFC中的CString具有Compare和CompareNoCase函数。

对于您的字符串，最好使用strcmp。如果您进行调试并逐步执行，则可以看到该函数的操作：它比较两个字符串的每个字符，并在第一个差异发生时返回整数或在相同情况下返回零。

int result = strcmp("Z", "A");

在这里，您可以找到一些示例代码

- Karsten