std::string与char*的区别

Question

std::string和char*在堆栈上存储数据的方式是否不同，或者std::string只是从char*派生而来的类？

- Elofin

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指针（特别是char*）不是类类型，不能派生自类。 :-) - C. K. Young

Answer 1

char*

• 它的大小取决于你的CPU架构中一个指针的大小。
• 可能是malloc或calloc或new或new[]返回的值。
  • 如果是这样，当使用完毕后必须传递给free或delete或delete[]。
  • 如果是这样，字符存储在堆上。
• 可能是由char[ N ]（常量N）数组或字符串文字的“分解”结果。
  • 通用地，无法确定char*参数指向堆栈、堆还是全局空间。
• 不是类类型。虽然参与表达式但没有成员函数。
• 仍然实现了RandomAccessIterator接口以供<algorithm>等使用。

std::string

• 它的大小通常为三个指针大小。
• 创建时会自动构造自己：不需要使用new或delete。
  • 如果字符串可能被更改，则拥有该字符串的副本。
  • 可以从char*复制此字符串。
  • 默认情况下，内部使用new[]获取char*。
• 提供隐式转换，使得从char*或字面量构造变得透明。
• 是类类型。定义其他运算符用于表达式的串联。
  • 定义c_str()，它返回一个char*以供临时使用。
• 实现了std::string::iterator类型，具有begin()和end()函数。
• string::iterator 是灵活的：实现可以通过开关将其变为范围检查的高安全性调试辅助工具，也可以将其简单地变成超高效的 char*。

- Potatoswatter

Answer 2

如果您的意思是是否连续存储，那么答案是不需要，但所有已知（至少对我来说）的实现都这样做。这很可能是为了支持c_str()和data()成员要求，即返回一个连续的字符串（在c_str()的情况下以空字符结尾）。

就存储内存的位置而言，它通常位于堆上。但有些实现采用“短字符串优化”，其中短字符串内容存储在小型内部缓冲区中。因此，在字符串对象在栈上的情况下，存储的内容可能也在栈上。但这对您的使用方式应该没有影响，因为一旦对象被销毁，存储字符串数据的内存在任何情况下都会失效。

（顺便说一句，这里有一篇关于类似技术的文章，介绍了优化方法。）

- dcw

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C++0x委员会发现当前所有的实现都是连续存储，因此他们决定加强语言并将其作为要求。很抱歉我没有相关引用来支持这一点。 - Mark Ransom

@Mark Ransom：好观点，不过这只适用于C++0x+；C++98/03没有这个要求。 - dcw

@Mark：这是你要找的参考文献链接：http://herbsutter.com/2008/04/07/cringe-not-vectors-are-guaranteed-to-be-contiguous/#comment-483 和 http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-defects.html#530。 - Carl

Answer 3

这些解决不同的问题。 char*（或char const*）指向C风格的字符串，该字符串并不一定由存储char*指针的人拥有。在C中，由于缺乏字符串类型，通常将char*用作“字符串类型”。std::string拥有其指向的字符串数据。因此，如果您需要在类中存储字符串，则很可能要使用std::string或您的库的字符串类，而不是char*。

关于std::string存储的连续性，其他人已经回答了。

- Johannes Schaub - litb