为什么在这里使用#include <string>可以防止堆栈溢出错误？

Question

为什么在这里使用#include <string>可以防止堆栈溢出错误？

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这是我的示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class MyClass
{
    string figName;
public:
    MyClass(const string& s)
    {
        figName = s;
    }

    const string& getName() const
    {
        return figName;
    }
};

ostream& operator<<(ostream& ausgabe, const MyClass& f)
{
    ausgabe << f.getName();
    return ausgabe;
}

int main()
{
    MyClass f1("Hello");
    cout << f1;
    return 0;
}

如果我注释掉#include <string>，编译器不会报错，我猜这是因为它通过#include <iostream>被包含了。如果在Microsoft VS中右键单击->转到定义，它们两个都指向xstring文件中的同一行：

typedef basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >
    string;

但是当我运行我的程序时，我遇到了一个异常错误：

0x77846B6E (ntdll.dll) 在 OperatorString.exe 中：0xC00000FD：堆栈溢出（参数：0x00000001，0x01202FC4）

如果将#include <string>注释掉，为什么会出现运行时错误？我正在使用VS 2013 Express。

- airborne

4

在神的恩典下，gcc上运作完美，见https://ideone.com/YCf4OI。 - v78

1

虽然这个问题已经有了答案，但我认为这是一个足够复杂的话题，因此用不同的措辞给出第二个答案是有价值的。我已经投票支持恢复您优秀的回答。 - Lightness Races in Orbit

5

他们实际上是一样的。也就是说，“#include<iostream>”和“<string>”可能都包含了“<common/stringimpl.h>”。 - MSalters

3

在Visual Studio 2015中，如果运行以下命令cl /EHsc main.cpp /Fetest.exe，则会出现警告信息

...\main.cpp(23) : warning C4717: 'operator<<': recursive on all control paths, function will cause runtime stack overflow

。 - CroCo

@CroCo 在VS 2010中也是一样的，从/W1开始。 - cbuchart

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2个回答

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问题在于你的代码出现了无限递归。对于std::string（std::ostream& operator<<(std::ostream&, const std::string&)）的流运算符声明在<string>头文件中，尽管std::string本身是在其他头文件中声明的（由<iostream>和<string>都包含）。

当你不包含<string>时，编译器试图找到一种方式来编译ausgabe << f.getName();。

恰好你定义了MyClass的流运算符和一个可以接受std::string的构造函数，所以编译器使用它（通过隐式构造），创建了一个递归调用。

如果您在构造函数中声明explicit（explicit MyClass(const std::string& s)），那么您的代码将无法编译，因为没有办法使用std::string调用流操作符，并且您将被迫包含<string>头文件。编辑我的测试环境是VS 2010，在警告级别1（/W1）下，它会警告您有问题：

warning C4717: 'operator<<' : recursive on all control paths, function will cause runtime stack overflow

- cbuchart

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Pavel P · Accepted Answer

确实，非常有趣的行为。

请问当我注释掉 #include <string> 后为什么会出现运行时错误？

使用 MS VC++ 编译器时，如果不包含 #include <string>，则 std::string 的 operator<< 没有定义，就会出现错误。

当编译器尝试编译 ausgabe << f.getName(); 时，它会查找 std::string 的已定义的 operator<<。由于未定义，编译器会寻找替代方案。对于 MyClass 已定义的 operator<< 来说，编译器会尝试使用它，但使用之前必须将 std::string 转换为 MyClass，而这正是发生的事情，因为 MyClass 有一个非显式构造函数！因此，编译器最终创建了 MyClass 的一个新实例，并尝试再次将其流式传输到输出流中。这导致无限递归：

 start:
     operator<<(MyClass) -> 
         MyClass::MyClass(MyClass::getName()) -> 
             operator<<(MyClass) -> ... goto start;

为了避免错误，您需要#include <string>确保定义了std::string的operator<<。此外，您应该使您的MyClass构造函数显式以避免这种意外转换。智慧之规则：如果构造函数只接受一个参数，则使其显式以避免隐式转换。

class MyClass
{
    string figName;
public:
    explicit MyClass(const string& s) // <<-- avoid implicit conversion
    {
        figName = s;
    }

    const string& getName() const
    {
        return figName;
    }
};

看起来在使用 MS 编译器时，只有在包含 <string> 时才定义了 std::string 的 operator<<，因此一切编译都通过了，但是你会得到一些意料之外的行为，因为在 MyClass 中递归调用了 operator<< 而不是调用 std::string 的 operator<<。

这是否意味着通过 #include <iostream> 只部分地包含了 string？

不，string 是完全被包含进来的，否则你就无法使用它了。