Bedeutet “&s[0]” auf zusammenhängende Zeichen in einem std::string zeigen?

Question 1

Ich mache einige Wartungsarbeiten und bin auf etwas wie das Folgende gestoßen:

std::string s;
s.resize( strLength );  
// strLength is a size_t with the length of a C string in it. 

memcpy( &s[0], str, strLength );

Ich kenne die Verwendung von &s[0] wäre sicher, wenn es ein std::vector wäre, aber ist dies eine sichere Verwendung von std::string?

Question 2

Die Zuordnung eines std::string ist unter dem C++98/03-Standard nicht garantiert zusammenhängend, aber C++11 erzwingt dies. In der Praxis weder ich noch Herb Sutter kennen eine Implementierung, die keinen zusammenhängenden Speicher verwendet.

Beachten Sie, dass die &s[0] Ding funktioniert garantiert immer nach dem C++11-Standard, selbst im Fall von Zeichenfolgen der Länge 0. Es wäre nicht garantiert, wenn Sie dies tun würden str.begin() oder &*str.begin()aber für &s[0] die Norm definiert operator[] als:

Kehrt zurück: *(begin() + pos) wenn pos < size()andernfalls ein Verweis auf ein Objekt vom Typ T mit Wert charT(); der referenzierte Wert darf nicht verändert werden

Fortsetzung auf, data() ist definiert als:

Kehrt zurück: Ein Zeiger p so dass p + i == &operator[](i) für jeden i in [0,size()].

(beachten Sie die eckigen Klammern an beiden Enden des Bereichs)

Notiz: Vorstandardisierung C++0x hat nicht garantiert &s[0] mit Zeichenfolgen der Länge Null zu arbeiten (eigentlich war es ein explizit undefiniertes Verhalten), und eine ältere Überarbeitung dieser Antwort erklärte dies; Dies wurde in späteren Standardentwürfen behoben, daher wurde die Antwort entsprechend aktualisiert.

Question 3

Technisch gesehen nein, da std::string ist nicht erforderlich, seinen Inhalt zusammenhängend im Speicher zu speichern.

In fast allen Implementierungen (jeder Implementierung, die mir bekannt ist) werden die Inhalte jedoch zusammenhängend gespeichert, und dies würde “funktionieren”.

Question 4

Es ist sicher zu verwenden. Ich denke, die meisten Antworten waren einmal richtig, aber der Standard hat sich geändert. Zitieren aus dem C ++ 11-Standard, basic_string allgemeine Anforderungen [string.require]21.4.1.5, sagt:

Die char-ähnlichen Objekte in einem basic_string-Objekt müssen zusammenhängend gespeichert werden. Das heißt, für jedes basic_string-Objekt s soll die Identität &*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n für alle Werte von n gelten, so dass 0 <= n < s.size ().

Etwas davor heißt es, dass alle Iteratoren Random-Access-Iteratoren sind. Beide Bits unterstützen die Verwendung Ihrer Frage. (Außerdem verwendet Stroustrup es anscheinend in seinem neuesten Buch 😉 )

Es ist nicht unwahrscheinlich, dass diese Änderung in C++11 vorgenommen wurde. Ich meine mich zu erinnern, dass die gleiche Garantie damals für Vektor hinzugefügt wurde, was auch sehr nützlich wurde Daten() Zeiger mit dieser Version.

Ich hoffe, das hilft.

Question 5

Leser sollten beachten, dass diese Frage 2009 gestellt wurde, als der C++03-Standard die aktuelle Veröffentlichung war. Diese Antwort basiert auf der Version des Standards, in der std::strings sind nicht garantiert die Nutzung zusammenhängenden Speichers. Da diese Frage nicht im Zusammenhang mit einer bestimmten Plattform (wie gcc) gestellt wurde, mache ich keine Annahmen über die Plattform von OP – insbesondere, ob sie zusammenhängenden Speicher für die verwendet hat oder nicht string.

Gesetzlich? Vielleicht, vielleicht nicht. Sicher? Wahrscheinlich, aber vielleicht auch nicht. Guter Code? Nun, lass uns nicht dorthin gehen …

Warum nicht einfach:

std::string s = str;

…oder:

std::string s(str);

…oder:

std::string s;
std::copy( &str[0], &str[strLen], std::back_inserter(s));

…oder:

std::string s;
s.assign( str, strLen );

?

Question 6

Dies ist im Allgemeinen nicht sicher, unabhängig davon, ob die interne Saitenfolge dauerhaft gespeichert ist oder nicht. Es kann viele andere Implementierungsdetails geben, die sich darauf beziehen, wie die gesteuerte Sequenz gespeichert wird std::string Objekt, neben der Kontinuität.

Ein echtes praktisches Problem dabei könnte folgendes sein. Die kontrollierte Abfolge von std::string muss nicht als nullterminierter String gespeichert werden. In der Praxis entscheiden sich jedoch viele (die meisten?) Implementierungen dafür, den internen Puffer um 1 zu vergrößern und die Sequenz trotzdem als nullterminierte Zeichenfolge zu speichern, da dies die Implementierung von vereinfacht c_str() Methode: Geben Sie einfach einen Zeiger auf den internen Puffer zurück und Sie sind fertig.

Der Code, den Sie in Ihrer Frage zitiert haben, bemüht sich nicht, die Daten mit Null zu beenden, und sie werden in den internen Puffer kopiert. Möglicherweise weiß es einfach nicht, ob für diese Implementierung von Nullterminierung erforderlich ist std::string. Möglicherweise beruht es darauf, dass der interne Puffer nach dem Aufruf von mit Nullen gefüllt wird resize, so dass das zusätzliche Zeichen, das von der Implementierung für das Null-Terminator zugewiesen wird, praktischerweise auf Null voreingestellt ist. All dies ist ein Implementierungsdetail, was bedeutet, dass diese Technik von einigen ziemlich fragilen Annahmen abhängt.

Mit anderen Worten, in einigen Implementierungen müssten Sie wahrscheinlich verwenden strcpynicht memcpy die Daten so in die kontrollierte Reihenfolge zu zwingen. Während Sie in einigen anderen Implementierungen verwenden müssten memcpy und nicht strcpy.

Question 7

Der Code könnte funktionieren, aber mehr Glück als Urteil macht er Annahmen über die Implementierung, die nicht garantiert sind. Ich schlage vor, dass die Bestimmung der Gültigkeit des Codes irrelevant ist, während es sich um eine sinnlose Überkomplikation handelt, die sich leicht auf Folgendes reduzieren lässt:

std::string s( str ) ;

oder wenn Sie einem vorhandenen std::string-Objekt zuweisen, einfach:

s = str ;

und lassen Sie dann std::string selbst bestimmen, wie das Ergebnis erreicht wird. Wenn Sie auf diese Art von Unsinn zurückgreifen, können Sie std::string genauso gut nicht verwenden und dabei bleiben, da Sie alle mit C-Strings verbundenen Gefahren wieder einführen.