“std::string是否可以容纳'\0'字符”是按设计要求的吗？

Question

“std::string是否可以容纳'\0'字符”是按设计要求的吗？

c++standards

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< p > std::string 实际上可以容纳 '\0' 字符，这一点经常被提及。当然，这与 C 风格的字符串不一致。

所以我想知道，这是故意的设计，还是疏漏，或者只是标准没有禁止而编译器允许出现这种情况？

- Šimon Tóth

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我认为C风格的字符串与“string”不一致。 '\0' 是一个有效的字符，将其用作终止符会导致元素数组出现奇怪的行为，其中一组256个值中的一个特定值被排除在外。就我个人而言，我认为空终止符的使用对于99.9％的Unix“应用程序”使用缓慢的基于文本的解释Bash脚本负有责任 - 开发人员担心使用编译代码，以防数据中的null提前终止他们的字符串<g>。 - Martin James

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@Martin：完全正确。不允许某些任意字符是怪癖，而不是反过来。 - Kerrek SB

5个回答

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有一组函数接受'char *'参数并假定字符串以零结束。如果你小心使用它们，你可以确保字符串中有0。

相比之下，STL字符串有意允许零字节，因为它们不使用0作为终止符。所以简单地回答你的问题是，“是的，这是设计上的特点。”

- bmargulies

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但是...一个以空字符结尾的字符串就是 C 风格的字符串，或者说是C字符串。当然，在 C 语言中，一个 char* 指针可以指向包括空字节的缓冲区，但这个缓冲区不能被称为 C 字符串。 - Magnus Hoff

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按设计而来。

C语言也可以有非空终止字符串：

char sFoo[4];
strncpy(sFoo,"Test",sizeof(sFoo));

sFoo保存的是非NULL结尾的字符串。

它也可以有以Null结尾的字符串，这些字符串可能为0。

struct String {
  char *str;
  size_t length;
  size_t capacity;
};

字符串字面量以NUL结尾，但这并不总是指字符串。

因此，拥有以NUL结尾的字符串是一种惯例，但这并不意味着0是无效字符。

- Artyom

请查看C语言的Better String Library，其他人也考虑过它 :) - Matthieu M.

话虽如此，strncpy和strncat等函数如果有足够的空间，仍然会添加一个空终止符。 - Kerrek SB

@KerrekSB 这些函数是不同的。请看我的回答。 - curiousguy

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`strncpy` vs. `strncat`

话虽如此，如果有空间，strncpy和strncat等函数会追加一个空终止符。

实际上，strncpy和strncat是非常不同的：

strncpy将一个“NUL填充的n字节字符串”写入一个n字节缓冲区：一个长度为l的字符串，其中l最大为n，因此最后的n-l个字节都被填充为NUL。请注意复数形式：所有最后的字节都被清零，而不仅仅是一个。还要注意的是，l的最大允许值确实是n，因此可能没有NUL字节：缓冲区可能不包含以NUL结尾的字符串。（GCC有一个非便携式函数来测量这样的“NUL填充的n字节字符串”：strnlen。）

相反，strncat 将一个以 NUL 结尾的字符串输出到缓冲区中。在两种情况下，如果字符串过长，都会被截断，但是在 strncpy 的情况下，一个长度为 n 的字符串将适合于一个 n 字节的缓冲区，而在 strncat 的情况下，一个长度为 n 的结果只能适合于(n+1) 字节的缓冲区。

这种差异给 C 初学者甚至非初学者带来了很多困惑。我甚至看到过一些教授“安全的 C 编程”课程和书籍，它们对这些标准函数有混淆和矛盾的信息。

这些所谓的“安全”C字符串操作函数（“strn*”族）在 C “安全编程”界面临着很多批评，并已经发明了更好的设计（但非标准的）替代品（尤其是“strl*”族： strlcpy…）。

总结：

strncpy 只有在有空间的情况下才会附加一个空终止符；
strncat 总是会附加一个空终止符。

- curiousguy

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标准并未规定在 std::string 中 '\0' 是否为特殊字符。因此，任何符合标准的 std::string 实现都不应将 '\0' 视为特殊字符。当然，如果将 const char* 传递给字符串的成员函数，并且假定其以 null 结尾，则除外。

- Armen Tsirunyan

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可以查看英文原文，
原文链接

- pmr · Accepted Answer

我想知道你们争论的是什么。 '\0' 只是另一个字符，没有有效的方式来禁止它出现在一般用途的 'char' 字符串中。虽然相同的字符在 C 语言中有特殊含义，但只要你与它进行交互，就像是遇到遗留代码带来的每一个限制一样，必须处理它。

只要坚持使用仅使用 std::string 的代码，这不应该成为问题。

为了解决您的评论，我们需要查看使用 char* 的构造函数，这将在 n3242 中的 21.4.2 9/10 中表示为 basic_string(const charT* s, const Allocator& a = Allocator())。它指出内部字符串的大小是通过 traits::length(s) 确定的，在 std::string 的情况下，该函数是 strlen，它要求其参数是以 null 结尾的。因此，如果您尝试从 const char* 构造一个 std::string，则需要以 null 结尾。

“std::string是否可以容纳'\0'字符”是按设计要求的吗？

strncpy vs. strncat

`strncpy` vs. `strncat`