std::move对std::string的使用是否保证.c_str()返回相同的结果？

Question

我希望提供零拷贝、基于移动的API。我想将一个字符串从A线程移动到B线程。在理念上，移动应该能够简单地将数据从实例A传递/移动到新的实例B，最小化或不进行任何复制操作（主要是地址）。因此，所有的数据指针等数据将被简单地复制，而不是通过移动构造函数构造新的实例。那么，std::string上的std::move是否保证在移动之前的实例和通过移动构造函数创建的实例上.c_str()返回相同的结果？

- DuckQueen

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std::move 只是一种类型转换，它本身并不会执行任何操作。 - Kerrek SB

请记住，const 表示线程安全，因此除非这种假设的实现保护整个内容，否则是不允许的。 - Johan Lundberg

哎呀，const并不总是意味着线程安全。你必须查看类的实现才能确定这一点——例如，“mutable”保留了逻辑上的常量性，但不保证物理上的常量性，并且绝对不是线程安全的。 - Dale Wilson

C++标准库的类和函数是线程安全的，因为它们允许访问const方法而无需外部同步。只有在仍然保持正确行为（原子或以其他方式同步，如果必须）或者as-if的情况下，才允许const方法改变内部状态（可变或去除const）。http://herbsutter.com/2013/01/01/video-you-dont-know-const-and-mutable/ - Johan Lundberg

C++中的字符串通常具有小字符串优化。如果移动后的字符串的c_str相同，由于字符串对象的内部缓冲区具有不同的地址，因此无法进行小字符串优化。所以反过来想：如果标准要求在移动字符串时.c_str()保持相同，则无法进行小字符串优化。 - Bonita Montero

Answer 1

不需要使用动态分配，也没有任何特定的动态分配要求。实际上，现代的实现通常将短字符串存储在string对象内，不分配任何内容；然后移动操作与复制相同。

需要记住的是，std::string虽然看起来很像容器，但它实际上不是一个容器。容器对于其元素有比std::string更强的保证。

- Kerrek SB

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所以例如 std::vector 的情况下，移动后我们保证指针将指向相同的位置的第一个元素？ - DuckQueen

@DuckQueen：我也不是很确定。标准规定，在移动后目标容器的值与移动前的操作数相同，但这有点模糊。只有在swap中才明确表示不会触及任何容器元素。 - Kerrek SB

Answer 2

不，这并不是保证的。

如果保证了，就基本上禁止了短字符串优化。在其中一种情况下，整个短字符串的内容都存储在字符串对象本身中，而不是分别在堆上分配内存。

至少目前来说，我认为短字符串优化被认为非常重要，委员会极其不愿意禁止它（但这可能会改变——当最初的C++98标准编写时，他们花费了相当大的力气来允许写时复制字符串，但现在已被禁止）。

- Jerry Coffin

Answer 3

不需要，但如果需要，一种选择是将字符串放入std::unique_ptr中。个人而言，我通常不会仅依赖于c_str()值的本地范围。

例如，如有需要，可提供以下示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

int main() {
    std::string ss("hello");
    auto u_str = std::make_unique<std::string>(ss);
    std::cout << u_str->c_str() <<std::endl;
    std::cout << *u_str <<std::endl;
    return 0;
}

如果你没有使用C++14的make_unique函数。

auto u_str = std::unique_ptr<std::string>(new std::string(ss));

或者您可以直接从S.T.L.的提案中复制整个实现：链接 这里有一个示例，展示如何实现：Ideone 示例。

- Johan Lundberg

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如何将字符串放入unique_ptr中并按值传递？ - DuckQueen

Answer 4

这里有文档，因此你可以假设在某些条件下c_str()的结果是稳定的。

然而，在移动后不能假设c_str()仍然相同。实际上，对于长字符串它将保持不变，但对于短字符串，它将不会保持不变。

- Krzysztof