STL基本字符串中的长度与空字符

Question

为什么在std::basic_string中插入'\0'字符时，.length()方法不受影响，但如果调用char_traits<char>::length(str.c_str())，则会获得字符串长度直到第一个'\0'字符为止？

例如：

string str("abcdefgh");
cout << str.length(); // 8
str[4] = '\0';
cout << str.length(); // 8
cout << char_traits<char>::length(str.c_str()); // 4

- Matthew Smith

Answer 1

好问题！

原因是C风格的字符串定义为以空字节结尾的字节序列。当您使用.c_str()从C++ std::string中获取C风格字符串时，您会得到包含空字节的C++字符串存储序列。当您将此传递给strlen时，它将扫描字节直到遇到空字节，然后报告它在那之前找到了多少个字符。如果string包含一个空字节，那么strlen将报告比整个字符串长度小的值，因为它会在真正的字符串末尾之前停止。

一个重要细节是strlen和char_traits<char>::length不是同一个函数。然而，C++ ISO规范对于char_traits<charT>::length（§21.1.1）指出，char_traits<charT>::length(s)返回最小的i使得char_traits<charT>::eq(s[i], charT())为true。对于char_traits<char>，eq函数只需通过执行==比较来返回两个字符是否相等，并通过写入char()来构造一个字符，从而产生一个空字节。因此，这等同于说“字符串中第一个空字节在哪里？” 这基本上就是strlen的工作原理，尽管两者在技术上是不同的函数。

C++的std::string是一个更一般性的“任意字符序列”的概念。它的具体实现细节对外部是隐藏的，但它可能是通过起始和停止指针或指针和长度来表示的。由于这种表示不依赖于存储的字符类型，所以询问std::string的长度将告诉您有多少个字符，而不管这些字符是什么。

希望这可以帮助您！

- templatetypedef

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+1，我只想补充一下，如果你真的想要内部的空字节，我相信可以使用basic_string<>::data()成员函数。 - dappawit

@cappawit- 不是c_str()会去掉空字节，而是data()保留了它们；实际上，它们两个都有空字节，只不过c_str()保证末尾有一个空字节而data()没有。问题在于，那些内部字符串字节是如何被用于C风格字符串实现的函数解释的。 - templatetypedef

啊哈！你加了我正要放进答案里的那部分。 - Matt K

这让我想到了下一个问题，如果字符串类似乎并没有使用它，那么字符特征的意义是什么？（请勿在此回答） - Matthew Smith

@MattSmith- 请查看我对你其他问题的（长）回答。简短版是，std::string确实使用traits类，这为您提供了令人难以置信的灵活性。 - templatetypedef