将int添加到std::string中

Question

我尝试了两种不同的方法来将一个 int 添加到一个 std::string 中，令我惊讶的是，我得到了不同的结果：

#include <string>

int main()
{
    std::string s;
    s += 2;     // compiles correctly
    s = s + 2;  // compiler error

    return 0;
}

当我使用+=运算符时，为什么它编译并正确工作，但当我使用+运算符时失败？

我认为这个问题不像如何连接std :: string和int？

在那个问题中，没有答案使用 += 运算符。而 std :: string 的 += 和 + 运算符之间的差异是解决我的疑惑的关键。

坦白地说，这个问题是解释为什么C ++难以掌握的好例子。

- navylover

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无论哪种情况，您都没有添加整数“2”的字符串表示。您需要使用std::to_string函数。 - Jesper Juhl

我不确定，但我认为operator+期望一个string而不是一个int。 - Bo Halim

你无法将一个 int 类型的值直接附加到字符串中。你可以将代表整数值的 文本 附加到字符串中，但不要忽略转换步骤。请注意保留此转换过程。 - Pete Becker

可能是 如何将 std::string 和 int 拼接起来？ 的重复问题。 - Cole Tobin

Answer 1

TL;DR：operator+= 是 class string 的成员函数，而 operator+ 是一个模板函数。

标准类模板 template<typename CharT> basic_string<CharT> 重载了函数 basic_string& operator+=(CharT)，而字符串只是 basic_string<char>。

由于适合较低类型的值可以自动转换为该类型，在表达式 s += 2 中，数字 2 不被视为 int，而是被视为 char。它会产生与 s += '\x02' 完全相同的效果。追加的是 ASCII 码为 2（STX）的字符，而不是数字 '2'（其 ASCII 值为 50 或 0x32）。

然而，字符串并没有像 string operator+(int) 这样的重载成员函数，因此 s + 2 不是有效的表达式，在编译期间会引发错误。（更多内容详见下文）

你可以用以下方式在字符串中使用 operator+ 函数：

s = s + char(2); // or (char)2
s = s + std::string(2);
s = s + std::to_string(2); // C++11 and above only

对于那些关心为什么使用operator+时2不会自动转换为char的人，

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template <typename CharT>
  basic_string<CharT>
  operator+(const basic_string<CharT>& lhs, CharT rhs);

上述是在 s + 2 中加法运算符的原型^[注]，因为它是一个模板函数，所以需要实现 operator+<char> 和 operator+<int>，这两者是冲突的。详情请参见为什么模板函数不适用于自动向下转换？

与此同时，operator+= 的原型是：

template <typename CharT>
class basic_string{
    basic_string&
      operator+=(CharT _c);
};

你看，这里没有模板（它是类成员函数），所以编译器从类实现推断出类型CharT是char，并且int(2)自动转换为char(2)。

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^{注意：从C++标准库源代码复制时，会剥离不必要的代码。这包括模板类“basic_string”中的typename 2和3（Traits和Allocator），以及不必要的下划线，以提高可读性。}

- iBug

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为什么表达式s + 2中的数字2不被视为char，而在s += 2中却是？ - Andre Kampling

@AndreKampling：这与+=是非模板函数而+是模板函数有关。 - Bathsheba

Answer 2

s += 2;并不是你想象中的那样。它会调用重载的+=运算符，对一个char进行操作。它不会添加字符'2'，而是添加值为2的字符，结果将取决于您平台上使用的编码方式。

没有定义允许s + 2编译的运算符重载¹，因此会出现错误。

在这两种情况下的解决方法都是使用std::to_string(2)而不是int字面量2。

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¹本质上的原因是operator+=不是一个模板函数，但std::operator+是一个模板函数，重载决议会优先选择非模板函数。

- Bathsheba

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但我不明白为什么编译器调用 string& operator+= (char c); 而不是 string operator+ (const string& lhs, char rhs);？ - Andre Kampling

我想这本身就是个不错的问题（与编译器必须尝试将2转换为std::string有关，但它做不到）。为什么不问呢？ - Bathsheba

@AndreKampling：我认输了，加入了更多的细节。 - Bathsheba

s += 2 能够编译通过，这实在感觉像是一个缺陷。 - Tristan Brindle

请参考这个问题，它涉及到关于为什么模板函数不会自动进行向下转型的问题：为什么模板函数不会自动进行向下转型？。 - Andre Kampling

Answer 3

将 string 添加的正确方式如下：

std::string s;
s += std::to_string(2);
s = s + std::to_string(2);

- Cory Kramer

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请注意，std::to_string 仅在 C++11 及更高版本中可用。 - Andre Kampling

@AndreKampling 现在是2017年。除非问题明确标记或提到C++03，否则可以合理地假设支持C++11。 - aschepler

通常推荐将对象输出为字符串的方法是使用std::ostringstream，将对象流式传输到其中，然后使用.str()函数从std::ostringstream获取std::string。这适用于所有C++方言和具有插入运算符的所有对象。 - CSM

“generally recommended”是什么意思？为什么会这样说？在这种情况下，函数std::to_string是完全合理的，并且就是为了这个目的而创建的。 - Cory Kramer

Answer 4

虽然@CoryKramer的回答给出了将整数添加到字符串的正确方法，但它没有解释为什么指令 s = s + 2 无法编译。

两个指令之间的区别在于，在第一个指令中，您使用std :: string's {{link1：+ =运算符}}，而在第二个指令中，编译器试图将2转换为字符串。 int和std :: string之间没有隐式转换。但是，您可以将int转换为char，因此这就是为什么s + = 2有效的原因。

- Xatyrian

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s = s + 2 不会崩溃，但编译会失败。 - Bathsheba

s + 2不能编译，但s + '\x02'可以。你如何解释？ - iBug

@iBug 我相信这与 '\x02' 是一个字符有关，加号运算符知道如何将一个字符添加到字符串中，因为字符串本质上是一个花哨的字符数组。 - CCD