可以为NULL的C++字符串

Question

我习惯在我的C++应用程序中像这样传递字符串：

void foo(const std::string& input)
{
  std::cout << input.size() << std::endl;
}

void bar()
{
  foo("stackoverflow");
}

现在我有一个情况，想要将字符串设置为NULL：

void baz()
{
  foo("stackoverflow");
  foo(NULL); // very bad with foo implementation above
}

我可以将foo更改为：

void foo(const std::string* input)
{
  // TODO: support NULL input
  std::cout << input->size() << std::endl;
}

但是要将字符串字面量传递或将char*复制到foo的实现中，我需要编写类似于以下内容的代码：

void bar()
{
  string input("hi"); // annoying temporary
  foo(&input);
  foo(NULL);  // will work as long as foo handles NULL properly
}

我开始考虑从std::string继承并添加一个null属性，但我不确定这是否是一个好主意。也许更好的方法是对于可以为NULL的参数，仅使用const char*字符串，但如果我想保存一个字符串（或NULL）的副本而不必自己管理其内存怎么办？（参见使用C风格字符串有哪些缺点？等）

有没有什么聪明的解决方案？

- divideandconquer.se

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为什么你想要一个NULL？ ""已经足够了吗？ - Tim

@Tim：也许吧。这样可以避免我总是检查那些空参数，而且我会使用empty()来检查“没有值”。 - activout.se

重新引入NULL是虚假的。如果你需要可怕的NULL指针，为什么一开始就要使用引用？实际上，使用引用最重要的原因之一是可以确保它不是NULL。 - Thorsten79

Answer 1

如果您希望类型为空，则需要将其作为指针。请传递字符串指针而不是引用，因为这正是指针所能做的，而引用无法做到。引用始终指向同一个有效对象，而指针可以设置为null，或重置为指向另一个对象。因此，如果您需要指针可以实现的功能，请使用指针。

或者，您可以使用boost::optional，它允许更加类型安全地指定“此变量可能包含值，也可能不包含值”。

当然，您还可以更改语义，使用空字符串代替null，传递单独的bool参数指定字符串是否可用，或者重新设计以避免出现此问题。

- jalf

Answer 2

函数重载来解救...

void foo( const std::string& input )
{
    std::cout << input << std::endl;

    // do more things ...
}

void foo( const char* input )
{
    if ( input != NULL ) foo( std::string(input) );
}

这将接受c风格的字符数组和std::strings，并且如果你传入一个字符串字面值或者字符数组，它会在堆栈上产生额外的开销，但是可以让你将实现保留在一个地方并保持漂亮的语法。

- eplawless

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我不会这样做，因为这可能会引起误解。 - sudarkoff

这就是关键，它是一种抽象。使用起来应该很简单，除非你非常关注性能。 - eplawless

@sudarkoff：我不同意。问题本身是误导性的，需要抽象化处理。解决方案是优雅的。至于性能问题，“过早优化等等”... +1。 - paercebal

Answer 3

就我个人而言，我会更改语义使其传递空的std::字符串而不是NULL：

void foo(const std::string& input)
{
    if (!input.empty())
        std::cout << input.size() << std::endl;
}

void bar()
{
      foo("");
}

- Max Lybbert

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两点：首先，空字符串可以是有效值，与null分开。其次，当您只关心大小是否为非零时，使用empty()而不是size()被认为是更好的选择。boost::optional或指针是更好的解决方案。 - Head Geek

改用empty()。原问题的评论指出使用NULL表示“不知道值”，而使用empty表示“空值”。这使得这个答案是错误的。但是，当传递指针时，需要仔细考虑“谁拥有这个指针？”的问题。 - Max Lybbert

在这种情况下，boost::optional或智能指针都是最好的选择。 - Head Geek

Answer 4

或者，结合前面两个答案的一些内容：

void fooImpl( const char* input )
{
    if ( input != NULL )
        std::cout << input << std::endl;
}

void foo( const std::string& input )
{
    fooImpl(input.c_str());    
}

void foo( const char* input )
{
    fooImpl(input);
}

相同的接口，没有在堆栈上复制。如果您愿意，也可以将fooImpl内联。

- Matt

Answer 5

绝对不要从std::string继承。在C++中，继承是最紧密的耦合方式，而你只需要检查是否为空，这可以通过const char*、重载或者如果你真的需要的话，简单地使用std::string *来实现。

- Tom

Answer 6

为什么不重载函数并给第二个重载没有参数呢？然后两个重载可以内部调用一个提供读取逻辑的函数，该函数本身会传递指向std::string的指针。

void foo_impl(string const* pstr) { … }

void foo(string const& str) {
    foo_impl(&str);
}

void foo() {
    foo_impl(0);
}

- Konrad Rudolph

Answer 7

如果你只使用：

void foo(const char *xinput)
{
    if (xinput == NULL) {
        // do something exceptional with this
        return;
    }
    std::string input(xinput);
    // remainder of code as usual
}

是的，这确实会产生额外的分配和复制，并且调用函数会更加冗长，因为您需要在通常情况下使用.c_str()，但它确实可以给您想要的语义。

- Greg Hewgill