std::strings的std::initializer_list的奇怪行为

Question

这个问题可能已经被问过了，但我没有找到答案。

下面的代码可以通过gcc编译，但在运行时会崩溃，出现std::length_error异常 (实例)。

void test(const std::string &value) { std::cout << "string overload: " << value << std::endl; }

//void test(const std::vector<std::string> &) { std::cout << "vector overload" << std::endl; }

int main()
{
    test({"one", "two"});
}

从字符串初始化器列表创建字符串的能力似乎是有争议的，例如，无法创建上面代码中被注释掉的重载。即使允许这样的构造方式，为什么它会导致失败呢？

- Yuriy

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initializer_list 版本的 std::string 仅适用于字符列表，而不是字符串列表。对于字符串列表，您将获得对象的标准列表初始化。当不含糊时，注释重载是可以的。例如，如果列表有两个以上的元素。 - sklott

注意（因为这不是主要问题）：问题在于“one”和“two”不是std :: string。您可以执行test（{{“one”}，{“two”}}）;或使用C ++ 17字符串字面量test（{“one”s，“two”s}）;（使用using namespace std :: literals;）。任何一个都可以（https://godbolt.org/z/F91SWI）。 - Max Langhof

@Max Langhof，谢谢！ - Yuriy

Answer 1

它被称为

string(const char* b, const char* e) 

string 构造函数重载。

仅在 b 和 e 指向相同的字符串字面值时有效。否则是未定义行为。

- rafix07

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我在 cppreference 找不到这个重载。它是做什么的？ - Yksisarvinen

这是一段C++代码，用于定义basic_string类的构造函数。它接受两个迭代器参数，表示一个范围内的元素将被用来初始化字符串对象。可选的allocator参数可以指定用于分配内存的分配器对象。 - rafix07

我最初在创建字符串和向量的两个重载时遇到了问题（在问题代码中有注释）。这导致了“模棱两可的调用”错误。因此，“实现使用语法test（{“one”，“two”}）进行向量重载的选择”是一个关于如何使用语法test（{“one”，“two”}）进行向量重载的问题。 - Yuriy

那个重载应该是显式的。 - Yakk - Adam Nevraumont

@Scheff 看这个字符串池利用漏洞：http://coliru.stacked-crooked.com/a/8d20450bba0425e0 - Yakk - Adam Nevraumont

Answer 2

首先，没有使用接受初始化列表的构造函数，因为这样的构造函数看起来像：

basic_string(initializer_list<charT>, const Allocator& = Allocator());
                              ^^^^^

因此，编译器会搜索另一个适当的构造函数，并找到了这样一个构造函数。它就是构造函数。

template<class InputIterator>
basic_string(InputIterator begin, InputIterator end, const Allocator& a = Allocator());

表达式"one"和"two"被视为类型为const char *的迭代器。

因此，函数test具有未定义的行为。

例如，您可以编写以下代码（前提是相同内容的字符串文字在内存中作为一个字符串文字存储，但这不能保证，并取决于所选的编译器选项）。

#include <iostream>
#include <string>

void test(const std::string &value) { std::cout << "string overload: " << value << std::endl; }

//void test(const std::vector<std::string> &) { std::cout << "vector overload" << std::endl; }

int main()
{
    test({ "one", "one" + 3 });
}

而且您将获得一个有效的结果。

string overload: one

请注意，这个结构是关于IT技术的。

{ "one", "two" }

不是std :: initializer_list <T>类型的对象。这个结构没有类型。它是一个braced-init-list，用作初始化器。简单来说，编译器会首先尝试使用第一个参数为std :: initializer_list类型的构造函数与此初始化程序一起使用。

例如，如果您使用std :: vector<const char *>类，那么编译器确实将使用其带有std :: initializer_list的构造函数，并相应地使用这个大括号初始化程序来初始化其参数。例如：

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::vector<const char *> v( { "one", "two" } );

    for ( const auto &s : v ) std::cout << s << ' ';
    std::cout << '\n';
}

- Vlad from Moscow

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这是否依赖于编译器将两个 "one" 编译为引用相同地址的事实？这在标准中得到了保证吗？答：是的，这确实依赖于编译器将两个 "one" 编译为引用相同地址的事实。同时，C++ 标准也保证了字符串字面值在编译时会被分配到唯一的地址上。 - Scheff's Cat

抱歉，在我还没来得及读完之前，这个引起了我的注意。;-) 我自己也太过于多疑，不能依赖那个... - Scheff's Cat

@LightnessRacesinOrbit 这取决于编译器选项。通常，您可以使用编译器选项选择编译器相对于字符串字面值的行为。 - Vlad from Moscow

就像GCC中的-fno-merge-constants一样。 - Lightness Races in Orbit