何时应该使用std::string而不是字符数组？

Question

何时应该使用std::string而不是字符数组？

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当我在设计类接口时，经常会思考是否应该使用const char*或者const std::string&，但最终我常常感觉两种方式差不多。

请看下面的两个函数原型：

void foo(const char* str);
void foo(std::string str);

如果 foo 函数需要存储字符串，我认为第二种选择是更好的，因为可以传递字符串并在可能的情况下利用移动语义。但是，如果 foo 只需要读取字符串，那么 const char* 的解决方案是否更好呢？

从性能角度来看，不需要创建临时的 std::string。然而，使用已经存在的字符串作为参数调用函数会显得有些突兀：foo(mystr.c_str())。更糟糕的是，如果在将来某个时间点需要在数组上执行更高级的操作，或者需要存储副本，则接口必须进行更改。

所以我的问题是：

是否有明确定义的、个人或其他的惯例来规定何时应该选择 std::string 还是 const char*？此外，在开始一个新项目时，最好保持使用一致性还是根据当前代码块选择最合适的方法？

- vmrob

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一个简单的规则是：如果你不确定，最好使用std::string。 - Cheers and hth. - Alf

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如果你不想创建临时字符串，可以使用void foo(const std::string &bar)。 - Red Alert

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@RedAlert，调用foo("hello")会使用std::string变量创建一个临时变量，是这样吗？ - vmrob

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string是用来处理字符串的，const char *只适用于常量字符串字面值。对于字符串变量，使用char *是不可取的。99.9%的情况下速度并不重要，并且如果你的字符串有15个字符，它们必须被存储在某个地方，没有任何魔法可以帮助你节省这个存储空间。通过引用传递参数不会复制数据，如果你一直通过值传递参数，那么你做得很糟糕。 - Daniel Daranas

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我总是更喜欢使用std::string。这样可以在以后避免很多麻烦。相信我。 - lethal-guitar

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7个回答

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根据我个人的经验，如果你正在处理C++项目（与您添加的标签相同），请尽可能使用提供的std::string。不要试图重新发明最基本的结构——万能字符串。我见过许多项目都在重新发明基本字符串后花费数月时间来微调它。

如果你在C++项目中引入了一个char*变量，那么你将会退回到标准的C函数，例如strlen()和strcpy（仅举两个例子...）。从这一点开始，你的项目将开始变得混乱，需要手动管理内存等等...

如果你需要与接受const char*作为参数的第三方库进行交互（我假设你信任这些库——即你相信它们不会用const_cast去除常量性并对你的可怜字符串进行恶意操作），你可以使用std::string::c_str()方法获取字符串的const char*。

如果你需要与具有接受char*方法的库进行交互，我强烈建议你复制你的字符串的c_str()，并将其用作库的输入参数（当然，不要忘记删除额外的副本）。

除了这些额外的点，我同意Angew的回答中的三个观点。

- Ferenc Deak

谢谢您的建议，它真的很有帮助。 - vmrob

这也是我的答案，特别是“如果你发现自己需要C函数，就直接使用std :: string”这一部分。 - Mr Lister

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std::string在C++中应始终是首选。为避免多余的复制开销，您几乎应该始终将参数作为引用和const引用传递，无论何时何地。

在这种情况下，您的函数签名将变成这样

void foo(std::string &str);

如果参数是const，则会变成这样

void foo(const std::string &str);

这里有关于const关键字的好处，您可以在这里查看

- Abhishek Bansal

6

不，如果在C++11中无论如何都需要复制字符串，那么应该通过传值而不是const引用来传递。 - Siyuan Ren

有时候，对于内置函数来说，通过引用传递并不是最好的选择，请参考https://dev59.com/Wm435IYBdhLWcg3wjw3S。 - ilent2

是的，只有在可能的情况下才这样做，因为它可以提高API的可读性。 - Abhishek Bansal

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不要使用

void foo(std::string str);

您可以使用以下方法：

void foo(const std::string& str);

这句话的意思是“相当于”，可以表示两个事物在某个方面有相同的作用或效果。

void foo(const char* str);

就使用情况而言，传递引用时不会分配任何内存。但对于 C++ 中的字符串，我肯定会使用 std::string。对于随机数据或 C 兼容接口，我则不建议使用。

- Theolodis

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如果传递了字符串字面量（需要创建），则const std::string＆可能需要新数据。 const char *可以避免在运行时进行此分配。 - Ben

1

我使用 const std::string& 唯一的问题是当我知道需要制作副本时。这就是选择 std::string 的理由。 - vmrob

@Ben 当使用字符串字面量调用函数时，也会创建一个 char[]。使用 char* 没有任何优势。 - Theolodis

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@Theolodis 这样做会破坏C++11中移动语义的优势。 - vmrob

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@Theolodis 基本上，如果你知道你要复制它，你应该使用 std::string。像 foo(some_func_that_returns_a_string()) 这样的调用会通过移动语义直接将其结果传递到下一个调用中。在许多情况下，甚至可以省略移动操作。请参见 https://dev59.com/QXA75IYBdhLWcg3wy8Qi - vmrob

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在需要管理分配、释放和大小相关问题的情况下，std::string比使用原始char *更好，需要小心任何溢出、下溢和越过大小边界的问题。而通过抽象，std::string可以处理所有这些问题。

- Dr. Debasish Jana

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如果你想更好地处理你的数据（在你的情况下是字符串），我建议使用char *。它将为您提供更好的字符串访问和内存利用率。但如果你不必担心性能和内存管理问题，那么你可以轻松地使用std::string。

- A J

这对我来说是一个难以支持的立场，因为大多数情况下，性能和内存管理并不重要到足以导致混乱的代码或潜在的编程错误。 - vmrob

同意...但是如何编写代码（混乱或易于理解）取决于程序员。尽管如果我们考虑更大的图像，那么内存利用率更重要[例如，在网络上传输数据]。 - A J

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好的，我会稍微改写一下你的问题。你应该问何时应该使用字符数组而不是std::string。

因为除非不能使用string，否则应始终使用string。所以应该使用字符数组而不是string的情况有：

使用支持C的API，因此无法使用string。
在exe和dll之间传递数据。不建议在exe和dll之间交换具有构造函数和/或析构函数的数据类型。

如果您担心性能问题，在启用所有优化后编译，string 就变得类似于字符数组，有时甚至可以在某些情况下提供更好的性能，例如如果您需要获取它包含的字符数。

此外，关于性能，您始终可以通过引用传递，正如其他答案所提到的那样，如果您必须传递指向字符数组的指针，您可以使用方法 c_str()，它返回指向第一个字符的 const 指针，如果您必须传递指针（而不是 const 指针），您可以（但实际上不应该）像这样传递： &str[0]。

- ST3

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可以查看英文原文，
原文链接

- Angew is no longer proud of SO · Accepted Answer

const char*是对C语言的一种遗留物。在良好的C++中，我认为它唯一有用的地方就是在extern "C" API中使用。

std::string 有许多优点：

它提供了一个常数时间的 size() 函数。发现 const char* 的长度需要花费线性时间。
它保证是有效的。必须检查 const char* 是否为null，并且很可能传递不正确的数据——缺少空终止符数据。这种情况几乎肯定会导致崩溃或更糟。
它与标准算法兼容。

如果你担心调用函数而创建std::string所带来的性能影响，请考虑采用标准库使用的方法——将函数改为接受一对迭代器。然后可以提供一种方便的重载，采用 const std::string& 委托给迭代器对应的函数。