将std::string转换为C++字节数组

Question

Google的Protocol Buffer使用C++标准字符串类std::string作为可变大小的字节数组(请参见此处)，类似于Python中字符串类也被用作字节数组(至少在Python 3.0之前是这样)。

这种方法似乎很好:

• 它允许通过assign快速赋值和通过data进行快速直接访问，而使用vector<byte>则不允许
• 与使用byte*相比，它允许更容易的内存管理和const引用。

但我很好奇：这是C++中字节数组的首选方式吗？这种方法有哪些缺点(比一些static_cast多)？

- dmeister

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你忘了：* 如果你的变量字节数组确实是一个字符串，那么字符串类会给你有用的字符串方法，比如find()，而std::vector则没有。 （对于std::vector，你需要引入<algorithms>或类似的库。） - Mike DeSimone

Answer 1

就我个人而言，我更喜欢使用 std::vector，因为不能保证 std::string 存储在连续的内存空间中，而且 std::string::data() 不一定是 O(1) 的。在 C++0x 中，std::vector 将有 data 成员函数。

- avakar

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即使没有 std::vector::data()，你也可以通过 &v[0]（确保它不为空）获得相同的结果。 - Mike Seymour

你可以通过调用 std::string 的 c_str() 方法来强制其存储连续的内存。虽然有些粗糙，但是很有效。这样做可以在需要时强制使用连续的内存。 - Mike DeSimone

Mike，data()比c_str()更适合这里，因为它不会附加终止0。后者甚至可能比前者更慢。 - avakar

@Mike：不，c_str()强制字符串给你一个连续的表示，但这并不强制它“存储连续”。关键在于data()和c_str()不会使迭代器或引用失效，因此实现不能“丢弃”之前使用的任何非连续存储。修改从c_str()或data()返回的数组是未定义行为，而对于向量，您可以修改从&v[0]获取的数组，并且它会修改向量。这是一堆老古董，没有人实现非连续的字符串，这就是为什么C++0x正在改变它的原因;-) - Steve Jessop

不，关于“线索”的那部分删掉。SGI原始STL和标准之间有区别，我看的是STL。data()和c_str()可能会使引用失效。但这仍然不意味着它们需要转换字符串的“真实”存储方式。它们都返回const char*，所以与向量不同，标准并不要求字符串提供任何提供连续可修改数据的方法。这就是你需要使用C风格读取API的情况。 - Steve Jessop

Answer 2

可能具有引用计数实现，这可能是优势/劣势，具体取决于您编写的内容--请务必小心。 可能不是线程安全的。 的潜在优势是易于连接，但是这也可以使用STL轻松实现。

此外，使用及其缓冲对象时，与协议相关的所有这些问题都会消失。

至于的缺点：

1.可以通过使用< std::swap>技巧快速分配

2.数据可以通过＆arr [0]访问--向量保证（？）连续（至少所有实现都这样实现）

个人而言，我使用来处理可变大小的数组，并使用来处理静态大小的数组。

- Kornel Kisielewicz

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请注意，仅当向量包含至少一个元素时，&arr[0]的行为才被定义。 - avakar

std::vector（实际上）保证不会被引用计数 - 但这并不使它比std::string更线程安全。 - anon

@Niel，我们在服务器上工作时因为GCC的字符串线程不安全而经历了一番煎熬。转换为向量确实有所帮助。 - Kornel Kisielewicz

多线程访问是线程安全的关键所在 - 如果只有一个线程，那么保证线程安全就很容易！ - anon

@Neil，字符串实现可能会在没有适当锁定的情况下修改共享状态。好的，问题应该是：只要我不从多个线程访问/修改同一实例，而是同时访问其他std :: string实例，那么std :: string是否是线程安全的？ - dmeister

Answer 3

我认为使用std::vector是更好的选择，因为它被设计用作数组。虽然所有实现（我知道和听说的）都将字符串“元素”存储在连续的内存中，但这并不意味着它是标准的。也就是说，像字节数组一样使用std::string的代码假定元素是连续的，而根据标准，它们不必是连续的。

- Khaled Alshaya

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在最初的C++标准中，std::vector并不要求连续存储，但是2003年的标准确实要求它（§23.2.4/1）。C++ 0x将为std::string添加类似的要求（N3000中的§[string.require]/5）。 - Jerry Coffin