C++比较两个字符串字面值

Question

C++比较两个字符串字面值

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当使用==运算符（或者!=）比较一个字符串字面值和另一个字符串字面值时，结果是否是良好定义的？

例如，以下内容是否保证成立？

assert("a" == "a");
assert("a" != "b");

请不要说像“使用std::string”这样的东西，我只想知道这个特定情况。

- Thomas Eding

为什么你需要这样做？为了保证返回 false，尝试使用 assert(!"消息内容在这里");。 - chris

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@chris：一方面是出于好奇心，另一方面是为了实现类似枚举的类。 - Thomas Eding

可能是在gcc和Turbo C中输出差异的重复问题。 - kennytm

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实现定义，据我所知; as == 比较 const char* S 的地址。 - manasij7479

2个回答

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在C++中，字符串字面量是数组。由于数组没有为它们定义比较运算符，因此使用最佳匹配进行比较 - 指针比较运算符，因为数组将隐式衰减为指针，所以任何比较都会比较地址而不是内容。由于"a"和"b"不能在同一内存位置，"a"！="b"是一个真实的断言。它也形成了一个有效的静态断言。关于"a"=="a"，没有这样的保证，但是GCC使用-fmerge-constants（在-O1时隐含）可以产生相当强的概率，而-fmerge-all-constants可以给您一个保证（可能导致不符合规范的行为）。

如果您想要基于内容的比较，您可以始终使用assert(!strcmp("a", "a"))。或者，您可以使用某种基于constexpr的strcmp进行静态断言：

constexpr bool static_strequal_helper(const char * a, const char * b, unsigned len) {
   return (len == 0) ? true : ((*a == *b) ? static_strequal_helper(a + 1, b + 1, len - 1) : false);
}

template <unsigned N1, unsigned N2>
constexpr bool static_strequal(const char (&str1)[N1], const char (&str2)[N2]) {
   return (N1 == N2) ? static_strequal_helper(&(str1[0]), &(str2[0]), N1) : false;
}

static_assert(static_strequal("asdf", "asdf"), "no error - strings are equal");
static_assert(static_strequal("asdf", "jkl;"), "strings are not equal");
assert(!strcmp("asdf", "jkl;")); //no compile error - runtime error
//cannot use strcmp in static assert as strcmp is not constexpr...

然后，使用g++ -std=c++0x（或gcc>= 4.7的-std=c++11）进行编译，然后...

error: static assertion failed: "strings are not equal"

- Robert Mason

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可以查看英文原文，
原文链接

- James McNellis · Accepted Answer

"a" == "a"
此表达式可能产生true或false；这没有保证。这两个"a"字符串字面量可能占用相同的存储空间，也可能存在于内存中的两个不同位置。

我认为在C ++标准中最接近的语言是：“所有字符串文字是否不同（即存储在不重叠的对象中）由实现定义”（C ++11 §2.14.5 / 12）。没有其他要求或限制，因此结果未指定。
"a" != "b"
这个表达式必须返回false，因为这两个字符串字面值不可能占用同一内存位置："a"[0] != "b"[0]。

当以这种方式比较字符串字面值时，实际上是在比较数组中初始元素的指针。

由于我们正在比较指针，因此关系比较运算符（<、>、<=和>=）比相等性比较运算符（==和!=）更具问题性，因为只有一组受限制的指针比较可以使用关系比较运算符进行。只有两个指针都指向同一个数组或同一对象时，它们才能进行关系比较。

如果两个字符串字面值"a"在内存中占据相同位置，则"a" < "a"将是完全定义的并返回false，因为两个指针均指向同一数组的初始元素（'a'）。

但是，如果两个字符串字面值"a"在内存中占据不同位置，则"a" < "a"的结果是未定义的，因为被比较的两个指针指向完全无关的对象。

由于"a"和"b"永远不可能占用同一内存位置，"a" < "b"始终具有未定义行为。其他关系比较运算符也是如此。

如果出于某种原因，您想要对两个字符串字面值进行关系比较，并且需要定义良好的结果，则可以使用std::less比较器，它在所有指针上提供了严格弱排序。虽然相同内容的字符串字面值可能不相等，但我不知道为什么会有人这样做，但您可以这样做。