使用字符串字面量初始化std::strings时，它们是否以'\0'结尾？

Question

我知道字符串对象没有以null结尾，但为什么这样也可以工作呢？

std::string S("Hey");
for(int i = 0; S[i] != '\0'; ++i)
   std::cout << S[i];

那么构造函数也会复制空终止符，但不会增加长度？它为什么要这样做呢？

- nek28

---

std::string 不像 C 一样有异味。 - Sourav Ghosh

请查看此链接：https://dev59.com/6FkS5IYBdhLWcg3wiXMj#39725242 - Michał Walenciak

我重新打开了这个问题，因为提问者已经知道std::string不是以空字符结尾的，但对于std::string::operator[]的行为感到困惑。 - songyuanyao

Answer 1

所以构造函数也会将空终止符复制，但不会增加长度吗？

正如您所知，std::string 不包含空字符 (并且此处不会复制空字符)。

关键是您正在使用 std::basic_string::operator[]。根据 C++11，std::basic_string::operator[] 将在指定的索引等于 size() 时返回一个空字符。

如果 pos == size()，则返回值为值为 CharT()（即空字符）的字符的引用。对于第一个（非 const）版本，如果将此字符修改为任何值而不是 charT()，则其行为未定义。

- songyuanyao

Answer 2

"

std::string 内部以空字符结尾的 C 字符串形式存储其数据，但在正常使用中不允许您访问空字符终止符。

例如，如果我将值“Hello, World！”赋给一个字符串，内部缓冲区将如下所示：

"

std::string myString("Hello, World!");

// Internal Buffer...
// [ H | e | l | l | o | , |   | W | o | r | d | ! | \0 ]
//                                                   ^ Null terminator.

在这个例子中，空终止符并没有从字符串字面值的末尾被复制，而是由std::string内部添加。

正如@songyuanyao在他的回答中提到的那样，这样做的结果是myString[myString.size()];返回'\0'。

那么为什么std::string要在字符串的末尾加上一个空终止符呢？它肯定不必支持空终止符，因为你可以向字符串中添加'\0'并将其包含在字符串中：

std::string myString;
myString.size();              // 0
myString.push_back('\0');
myString.size();              // 1

这种行为的原因是为了支持 std::string::c_str() 函数。 c_str() 函数需要返回一个以 null 结尾的 const char *。最有效的方法是简单地返回指向内部缓冲区的指针，但为了做到这一点，内部缓冲区必须在字符串末尾包含空终止字符。自 C++11 起，要求字符串必须包含空终止字符以支持该功能。

P.S. 虽然不是严格属于你的问题，但应指出，如果您的字符串包括 null 字符，则来自您的问题的循环可能不会返回完整的字符串：

std::string S("Hey");
S.push_back('\0');
S.append("Jude");

for(int i = 0; S[i] != '\0'; ++i)
    std::cout << S[i];

// Only "Hey" is printed!

- Karl Nicoll

Answer 3

• std::string 重载：std::string 类有一种特殊的方式来存储其长度，因此不需要像 C 风格字符串那样使用空字符结尾。您可以使用 S[i] 直接访问字符，并且循环可以在没有 '\0' 的情况下工作。

• 高效处理：std::string 构造函数在创建字符串时不会添加空字符结尾，因为它使用了更智能的长度管理方法。这种方法对于处理和操作字符串更高效。

- Harshal Patil

---

你的回答可以通过提供更多支持性信息来改进。请编辑以添加进一步的细节，例如引用或文档，以便他人能够确认你的回答是否正确。你可以在帮助中心找到关于如何撰写好回答的更多信息。 - Community