为什么 std::max 对字符串字面值无效？

Question

我试图找到两个字符串中的最大值，在第一个情况下（当传递 std :: string 变量时）它给出了正确的答案，但在第二种情况下（当直接传递字符串时）却出现错误。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    // Case 1
    string str1 = "abc", str2 = "abcd";
    cout << max(str1, str2) << endl;

    // Case 2
    cout << max("abc", "abcd") << endl;
}

- Yuvraj Parashar

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必须提供一个链接到为什么不应该#include <bits/stdc++.h>?。但是如果您仍然使用它，并将其与using namespace std;结合使用，事情可能会变得非常奇怪。 - user4581301

你是想找到最长的字符串还是按字典顺序排列后的最后一个字符串？ - Alan Birtles

Answer 1

在你的第二种情况下，

std::cout << std::max("abc", "abcd") << std::endl;

它们是字符串字面值，其中"abc"的类型为char const [4]，"abcd"的类型为char const [5]。

因此，在函数调用std::max("abc", "abcd")中，std::max必须推导出

auto max(char const (&a)[4], char const (&b)[5]) {
    return a < b ? b : a;
}

由于std::max没有接受不同类型的函数模板重载，因此这是不可能的。所以出现了错误！

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警告！

如果在std::max中显式地提到模板类型const char*，那么它就可以被编译。 这是因为对于"abc"和"abcd"，类型也可以是const char*，这是由于C++中的数组指针衰减导致的。

 std::cout << std::max<const char*>("abc", "abcd" ) << '\n';  // compiles
                      ^^^^^^^^^^^^^

此外，std::max的std::initializer_list重载将推断上述内容也作为模板类型，并且将其视为const char*。

std::cout << std::max({ "abc", "abcd" }) << '\n';   // compiles

然而，你不应该这样做！

正如@AlanBirtles所指出的那样，这可能会导致未定义行为，因为std::max将比较两个不同数组的指针。结果不能被中继并且应该执行上述操作。在比较中使用std::string，就像你的第一个例子一样。使用字符串字面值（自C++14以来），您可以进行最小更改，并使第二个案例与第一个案例相同：

#include <string>
using namespace std::string_literals;

std::cout << std::max("abc"s, "abcd"s) << '\n';

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顺便提一下，请参阅以下内容：

• 为什么不应该#include <bits/stdc++.h>？
• 为什么使用using namespace std;被认为是一个坏习惯？

- JeJo

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使用const char*的变量进行比较可能会编译通过，但是将两个不同数组的指针进行比较具有未定义的行为。通常来说，它只会返回存储在内存中的第二个字面量，这不太可能是原帖的意图，并且与使用std::string的行为不同。 - Alan Birtles

这个输出可能很出乎意料：https://godbolt.org/z/6E1odqT4a - Alan Birtles

Answer 2

区别在于类型。

典型的最大值实现可能如下所示：

template <typename T>
auto max(const T &a, const T &b) {
    return a < b ? b : a;       
}

当你使用 std::string 的 max 函数时，< 运算符实际上被重载了。会使用 std::string::operator<() 方法来比较字符串。

当你使用 const char * 的 max 函数时，< 只是比较指针，而不考虑字符串的内容。

- Nolan