当T不是字符类型时，basic_string<T>有什么用处吗？

Question

C++字符串的声明如下：

template< 
    class CharT, 
    class Traits = std::char_traits<CharT>, 
    class Allocator = std::allocator<CharT>
> class basic_string;

CharT 是字符类型，可以是 char、wchar_t、char16_t 和 char32_t；但是，basic_string 是一个模板，因此可以使用其他的 CharT 和其他分配器进行实例化。虽然我可以想到一些使用其他分配器的用例，但我无法想象其他数据类型的字符串的用例，例如：

using string = std::basic_string<int>;

使用整数字符串，我们不能将其初始化为字符串（显而易见），也不能将其初始化为u32字符串（至少对我来说不是很明显）；但只要列表中包含的类型可转换为int，我们就可以使用initializer_list进行初始化：

string err1("test");   // Error!
string err2(U"test");  // Error!
string err3{"test"};   // Error!
string err4{U"test"};  // Error!
string err5 = "test";  // Error!
string err6 = U"test"; // Error!

string success1({U't', U'e', U's', U't'});
string success2 = {U't', U'e', U's', U't'};
string success3({'t', 'e', 's', 't'});
string success4 = {'t', 'e', 's', 't'};

即使我们成功将一个整数字符串初始化，也不能以常规方式使用它：

std::cout << success1; // Error! expected 116101115116

唯一可以与cout一起使用的basic_string是普通的那些，这很合理：毕竟我们不能假设一个整数字符串或MyFancyClass字符串应该如何打印。

但不管怎样，创建奇怪的basic_string实例并没有被禁止；一方面，由于缺乏禁止这种用法的功能（即概念），另一方面，编写不限制底层类型的basic_string比相反的方式更容易（没有概念），所以，这让我想知道：

• 是否有任何使用std::basic_string<T>，其中T不是字符类型的情况？

至于任何用途，我在考虑只能通过T字符串实现且无法使用T向量（或者使用T向量将会更加困难）的事情，换句话说：

• 您是否曾经遇到过需要使用T字符串的情况？

- PaperBirdMaster

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@BoBTFish，通过添加输出运算符不是很容易解决吗？OP正在寻求只能使用T字符串实现而无法使用T向量完成的事情（或者这将变得非常困难）。 - NathanOliver

@tobi303 我认为你是对的，但是方向相反了：“使用std::basic_string<int>有什么不能用std::vector<int>实现的功能呢？” - PaperBirdMaster

在 C++11 之前，我们使用 std::basic_string<_uint32>（并使用为其专门化的 std::char_traits）来存储 UTF32 字符串。在某些地方，我们使用其他字符 traits 来实现诸如忽略大小写比较或通配符搜索之类的操作。 - Revolver_Ocelot

就C++98而言，basic_string保证是连续的，而vector则不是。 - edmz

@black 我不认为这是正确的。basic_string的连续性保证只在C++11中添加了。 - Barry

Answer 1

如果你正在处理一个处理多种文本编码（例如ASCII和EBCDIC）的系统，你可能希望为每种编码使用单独的字符类型和字符串类型。它们都应该被视为字符串，但是明显是不同的类型。

- joelw

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这对我来说似乎不太合理，因为你几乎需要在所有使用文本的函数上使用模板，从而增加编译时间和二进制文件大小。我宁愿使用通用的二进制字符字符串，并构建开关或仅在内部使用Unicode编码，以避免处理区别。 - Jimmy T.

Answer 2

构建分词器时，char[n] 或 enum 是常见的选择。需要注意的是，Token 的构造函数不会被 basic_string 调用。

#include <iostream>
#include <string>
#include <string.h>

static const int max_token_length = 10;

struct Token
{
    char str[max_token_length];
};

// define std::char_traits<Token> if your implementation defaults are not fine for you (or don't exist as it's not required)

int main() {
    Token t;
    strncpy( t.str, "for", max_token_length );
    std::basic_string<Token> s1( 1, t );

    Token u;
    strncpy( t.str, "for", max_token_length );
    std::basic_string<Token> s2( 1, u );

    std::basic_string<Token> s = s1 + s2;

    return 0;
}

- lorro

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“构造函数未运行”是什么意思？当然已经运行了！就在这一行代码中：std::basic_string<Token> s;，这是默认构造函数。顺便说一下，根据我的记忆和这个网站（http://en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string/basic_string），basic_string的默认构造函数将其初始化为空实例（零长度字符串，“未指定容量”）。这意味着s[0]可能还不存在，直到您正确设置它。 - quetzalcoatl

@quetzalcoatl：Token的构造函数没有运行（只执行了赋值操作），basic_string<Token>的构造函数当然会被执行。编辑以澄清这一点。你可以验证一下：如果在构造函数之前添加一个无效的赋值类型，通常会失败。这就是（其中之一）为什么我们不能有std::basic_string<std::basic_string<char>>的原因之一。 - lorro

关于整个答案，您不需要定义std::char_traits<Token>的特化吗？包括一个eof值和其他内容。 - KABoissonneault

让我们不去理会 strcpy 非常危险而且永远都不应该使用（我们有 strncpy，它仍然很危险但是较少）。让我们不去理会你没有为你的类型专门化 char_traits 。s[0] 是必须存在的，但它代表着一个值初始化的 charT 值（普通字符串的空终止符） 。你不被允许写终止符值。所以这是你的代码错误的另一种方式。 - Nicol Bolas

s[0] 总是存在的。在 http://www.cplusplus.com/reference/string/string/string/ 中：'(1) 空字符串构造函数（默认构造函数）构造一个长度为零的空字符串。' 请注意，容量不一定等于长度；两者都是 size_t 类型。operator 定义为对于大小，它返回对 '\0' 的引用；在 C++11 中，这个位置位于最后一个字符之后。 - lorro