C++ std::string and NULL const char*

Question

我正在使用C++编写两个大型代码库，其中一个采用"C风格"，另一个采用"C++风格"。

"C风格"的代码有一些返回const char*类型的函数，而"C++风格"的代码在很多地方都有类似于

const char* somecstylefunction();
...
std::string imacppstring = somecstylefunction();

它正在从C风格代码返回的const char*构建字符串，这种方式之前可以正常工作。

然而，当C风格代码更改并开始有时返回NULL指针时，就会导致段错误。

由于周围存在大量代码，因此我希望能够以最简洁的方式解决此问题。期望的行为是，在这种情况下，imacppstring将是空字符串。是否有一种好的、巧妙的解决方案呢？

更新

这些函数返回的const char*始终是指向静态字符串的指针。它们主要用于传递关于函数中任何意外行为的信息（可能用于日志记录）。决定让这些函数在“没有报告”时返回NULL是不错的，因为这样你可以将返回值用作条件语句，即

if (somecstylefunction()) do_something;

以前，这些函数返回的是静态字符串""；

这是否是一个好主意，我不会去碰这段代码，而且这也不由我决定。

我的目的是避免追踪每个字符串初始化来添加包装函数。

- pythonic metaphor

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我想提醒您，您在评论中提到的“维护者”可能正在违反一些非常重要的样式规则。如果没有通过指针传递进入函数中，我不知道为什么您想返回一个char指针。您能详细说明一下吗？您可能会有更大的问题。 - San Jacinto

有人能回答为什么std::basic_string实现不将空值类型指针视为空字符串吗？ - jmucchiello

@jmucchiello，我认为因为从根本上讲，“空字符串”与指向内存地址0的指针非常不同。空字符串 "" 实际上占用了内存作为单个空字符。 - Charles Salvia

你有没有试着和做出返回空指针决定的人交谈，并解释这会破坏C++代码？ - David Thornley

如果函数返回了“”，仍然可以进行简单的检查：if (*somecstylefunction()) - UncleBens

@uncle 这不是重点... 你必须返回并更新代码。 - San Jacinto

Answer 1

最好的做法可能是将C库函数修复为之前的行为，但您可能无法控制该库。

第二件要考虑的事情是更改所有依赖于C库函数返回空字符串的实例，使用一个包装函数来“修复”空指针：

const char* nullToEmpty( char const* s)
{
    return (s ? s : "");
}

所以现在

std::string imacppstring = somecstylefunction();

可能看起来像这样：

std::string imacppstring( nullToEmpty( somecstylefunction());

如果这种方法不可行（可能需要大量的繁琐工作，但应该只需进行一次机械性的更改），您可以实现一个“并行”库，该库具有与您当前使用的C库相同的名称，其中这些函数仅调用原始的C库函数并适当地修复NULL指针。您需要在头文件、链接器和/或C++命名空间中玩一些棘手的游戏，以使其正常工作，但这可能会在未来引起混乱，因此在采取这种方法之前应该认真考虑。

但是，以下内容可能会帮助您入门：

// .h file for a C++ wrapper for the C Lib
namespace clib_fixer {
    const char* somecstylefunction();
}


// .cpp file for a C++ wrapper for the C Lib
namespace clib_fixer {
    const char* somecstylefunction() {
        const char* p = ::somecstylefunction();

        return (p ? p : "");
    }
}

现在，您只需要将该标头添加到当前调用C lib函数的.cpp文件中（并可能删除C lib的标头），然后添加一个

。

using namespace clib_fixer;

使用这些函数将其添加到 .cpp 文件中。

也许这并不是太糟糕。也许。

- Michael Burr

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“并且可能需要删除C库的头文件” - 我非常确定您必须将其删除。否则，对 somecstylefunction 的调用将在 namespace clib_fixer 和 namespace :: 之间产生歧义。 - Steve Jessop

Answer 2

如果不改变每个直接从C函数调用初始化的C++ std::string的地方（添加空指针检查），唯一的解决方案就是禁止C函数返回空指针。

在GCC编译器中，您可以使用一个编译器扩展“省略操作数的条件语句”来为您的C函数创建包装宏。

#define somecstylefunction() (somecstylefunction() ? : "")

但在一般情况下，我建议不要这样做。

- AnT stands with Russia

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是的，看起来这是我想要避开的东西。修复问题的根源可能比治疗症状更好。 - San Jacinto

一些宏或者是你自己编写的库包装器可能是解决问题的好方法，而不需要改变原始库。 - Anton

@antonmarkov：是的，但我认为宏技巧和编译器扩展的组合有点过于复杂了。 - AnT stands with Russia

Answer 3

我想你可以添加一个封装函数来测试NULL，并返回一个空的std::string。但更重要的是，为什么您的C函数现在返回NULL？ NULL指针表示什么？ 如果它表示严重错误，您可能希望您的封装函数抛出异常。

或者为了安全起见，您可以先检查NULL，处理NULL情况，然后才构造std::string。

const char* s = somecstylefunction();
if (!s) explode();
std::string str(s);

- Charles Salvia

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在这种情况下，它并不表示错误。维护者决定使用空指针来表示“没有消息”，而不是指向静态“”的指针，这样会更加简洁。这并不是不合理的，但会破坏其他代码。 - pythonic metaphor

在这种情况下，您可以简单地使用一个内联包装函数来测试NULL，并在指针为NULL时返回一个空的std :: string。 - Charles Salvia

Answer 4

您可以将所有对C风格函数的调用包装在类似于以下内容的东西中...

std::string makeCppString(const char* cStr)
{
    return cStr ? std::string(cStr) : std::string("");
}

那么无论你在哪里有:

std::string imacppstring = somecstylefunction(); 

请将其替换为：

std::string imacppstring = makeCppString( somecystylefunction() );

当您的函数返回NULL时，这意味着构造一个空字符串是可以接受的行为。

- JohnMcG

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std::string imacppstring = makeCppString(somecystylefunction); 不起作用，因为您传递的是函数的地址，而不是其返回的 char const *。 - underscore_d

Answer 5

对于一个便携式解决方案：

(a) 定义自己的字符串类型。最大的部分是在整个项目中进行搜索和替换 - 如果它始终是std :: string，那么可以很简单，否则就是一次大的痛苦。 （我会让唯一的要求是它可以替换为std :: string，并且还可以从null char *构造空字符串。

最简单的实现方法是公开继承std :: string。尽管这是不被推荐的（出于可以理解的原因），但在这种情况下，这样做也可以，并且有助于第三方库期望std :: string 以及调试工具。或者聚合并转发 - yuck。

(b) #define std :: string为您自己的字符串类型。风险高，不建议使用。除非我非常了解所涉及的代码库并且可以为您节省大量工作（并且我会添加一些免责声明以保护我的声誉剩余部分;）

(c) 我通过重新# define攻击性类型来解决了一些这样的情况，仅用于包含的某些实用程序类（因此#define在范围上更加有限）。但是，我不知道如何对char *进行操作。

(d) 编写导入包装器。如果C库标头具有相当规则的布局，和/或您认识一些有经验的解析C ++代码的人，您可能能够生成“包装器标头”。

(e) 请求库所有者至少在编译时使“Null字符串”值可配置。 （这是一个可以接受的请求，因为在其他情况下切换为0也可能破坏兼容性）如果这对您来说更省事，您甚至可以提供提交更改！

- peterchen

Answer 6

我通常不建议对标准容器进行子类化，但在这种情况下可能会起作用。

class mystring : public std::string
{
    // ... appropriate constructors are an exercise left to the reader
    mystring & operator=(const char * right)
    {
        if (right == NULL)
        {
            clear();
        }
        else
        {
            std::string::operator=(right);  // I think this works, didn't check it...
        }
        return *this;
    }
};

- Mark Ransom

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@Walter，我从未说过这是一个好的想法，只是一种应对困境的方法。而且它有效：http://ideone.com/2xGd1A - Mark Ransom

使用C++11，为了使std::string和mystring之间的移动语义能够正常工作（无论是哪个方向），除了构造函数之外，我需要重载哪些其他成员？难道我不需要将其转换为右值引用std::string&&吗？ - Walter

Answer 7

像这样做应该可以解决你的问题。

const char *cString;
std::string imacppstring;

cString = somecstylefunction();
if (cString == NULL) {
  imacppstring = "";
} else {
  imacppstring = cString;
}

如果您愿意，您可以将错误检查逻辑放在自己的函数中。这样，您就可以在更少的地方放置此代码块。

- Carl Norum