使用operator []来操作std::string是否安全？

Question

我正在处理一个旧的C风格接口。我有一个函数，其签名如下：

 /// if return_value == NULL only the length is returned
 void f( char * return_value, size_t * size_only_known_at_runtime); 

我的问题是，以下代码是否安全？

std::size required;
f( NULL, &required );
std::string s;
s.resize(required);
f( &s[0], &required );

有没有更好的方法将数据传入字符串中？

- user1235183

Answer 1

是的，至少在C++11中明确规定安全了。来自[string.require]，重点是：

存储在basic_string对象中的char-like对象必须是连续的。也就是说，对于任何basic_string 对象s，对于所有n的值，都应该保持&*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n，其中0 <= n < s.size()。

这是DR 530的解决方案。在C++11之前，标准中没有明确规定，尽管实践中已经这样做了。

在C++14中，这个要求被移到[basic.string]中：

basic_string 是一个连续的容器 (23.2.1)。

其中[container.requirements.general]：

连续容器是指支持随机访问迭代器(24.2.7)并且其成员类型iterator和const_iterator是连续迭代器(24.2.1)的容器。

其中[iterator.requirements.general]：

进一步满足以下要求的迭代器，对于整数值n和可解引用的迭代器值a和(a+n)，*(a+n)等效于*(addressof(*a)+n)，称为连续迭代器。

- Barry

---

它是否也保证是以空字符结尾的或者不是？ - MicroVirus

@MicroVirus 不是。不等式是< s.size()，而不是<=。（虽然在实践中，是的，不确定你如何实现常数时间的c_str()） - Barry

请注意，由于我们已经在讨论C++11，现在也有一个方便的成员函数s.data()，这可能比老式的&s[0]更易读。 - ComicSansMS

@ComicSansMS 这个是 const 的。你可能把它和 std::vector 混淆了，后者有一个非 const 版本的 data()。 - user703016

@Cicada 令人惊讶的是，你说得对。我讨厌 std::string。 :D - ComicSansMS

Answer 2

问题在于代码是否

std::size_t required_size;
f( nullptr, &required_size );
std::string s;
s.resize( required_size );
f( &s[0], &required_size );

这取决于假设哪个C++标准，但由于在C++03和C++98中required_size = 0的情况下是未定义行为，所以一般答案是否定的。在C++03中，std::string没有被正式保证具有连续的缓冲区，但实际上所有现有的实现都具有连续的缓冲区。不过，在C++11之后，连续的缓冲区保证已被正式纳入标准，因此不会出现任何新的C++03实现具有非连续缓冲区的问题。问题在于，在C++03中，std::basic_string::operator[]定义如下：对于大小为0的非字符串s，在C++03中执行索引s[0]是未定义行为™。在C++11中，相应的段落§21.4.3/2则表示结果是“*(begin() + pos)如果pos < size()，否则是一个类型为T值为charT()的对象的引用；所引用的值不得被修改。”这里是无论编译器实现哪个C++标准都可以工作的代码：

std::size_t required_size;
f( NULL, &required_size );    // Establish required buffer size.
if( required_size > 0 )
{
    std::string s( required_size, '#' );
    f( &s[0], &required_size );
    s.resize( strlen( &s[0] ) );
}

- Cheers and hth. - Alf