string c_str() vs. data()

Ich habe an mehreren Stellen gelesen, dass der Unterschied zwischen c_str() und data() (in STL und anderen Implementierungen) ist das c_str() ist immer nullterminiert, während data() ist nicht. Soweit ich in tatsächlichen Implementierungen gesehen habe, tun sie entweder dasselbe oder data() Anrufe c_str().

Was fehlt mir hier? Welches ist in welchen Szenarien richtiger?

Die Dokumentation ist korrekt. Verwenden c_str() wenn Sie eine nullterminierte Zeichenfolge wünschen.

Wenn die Implementierer zufällig implementiert haben data() bezüglich c_str() Sie müssen sich keine Sorgen machen, verwenden Sie es trotzdem data() Wenn Sie nicht benötigen, dass der String nullterminiert ist, kann es sich in einigen Implementierungen als besser erweisen als c_str().

Zeichenfolgen müssen nicht unbedingt aus Zeichendaten bestehen, sie können aus Elementen beliebigen Typs bestehen. In diesen Fällen data() ist aussagekräftiger. c_str() ist meiner Meinung nach nur dann wirklich nützlich, wenn die Elemente Ihrer Zeichenfolge zeichenbasiert sind.

Extra: Ab C++11 müssen beide Funktionen gleich sein. dh data muss jetzt nullterminiert werden. Entsprechend cpReferenz: “Das zurückgegebene Array ist nullterminiert, das heißt, data() und c_str() führen die gleiche Funktion aus.”

In C++11/C++0x, data() und c_str() ist nicht mehr anders. Und somit data() muss am Ende auch eine Nullterminierung haben.

21.4.7.1 basic_string Accessoren [string.accessors]

const charT* c_str() const noexcept;

const charT* data() const noexcept;

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

21.4.5 elementzugriff auf basic_string [string.access]

const_reference operator[](size_type pos) const noexcept;

1 Benötigt: pos <= size(). 2 Rücksendungen: *(begin() + pos) if pos < size()sonst eine Referenz auf ein Objekt vom Typ T mit Wert charT(); der Referenzwert darf nicht verändert werden.

Auch wenn Sie gesehen haben, dass sie dasselbe tun oder dass .data() .c_str() aufruft, ist es nicht richtig anzunehmen, dass dies bei anderen Compilern der Fall sein wird. Es ist auch möglich, dass sich Ihr Compiler mit einer zukünftigen Version ändert.

2 Gründe für die Verwendung von std::string:

std::string kann sowohl für Text als auch für beliebige Binärdaten verwendet werden.

//Example 1
//Plain text:
std::string s1;
s1 = "abc";

//Example 2
//Arbitrary binary data:
std::string s2;
s2.append("a\0b\0b\0", 6);

Sie sollten die Methode .c_str() verwenden, wenn Sie Ihren String als Beispiel 1 verwenden.

Sie sollten die .data()-Methode verwenden, wenn Sie Ihren String als Beispiel 2 verwenden. Nicht, weil es in diesen Fällen gefährlich wäre, .c_str() zu verwenden, sondern weil es deutlicher ist, dass Sie mit binären Daten für andere Überprüfungen arbeiten dein Code.

Mögliche Fallstricke bei der Verwendung von .data()

Der folgende Code ist falsch und könnte einen Segfault in Ihrem Programm verursachen:

std::string s;
s = "abc";   
char sz[512]; 
strcpy(sz, s.data());//This could crash depending on the implementation of .data()

Warum ist es üblich, dass Implementierer .data() und .c_str() dazu bringen, dasselbe zu tun?

Weil es effizienter ist, dies zu tun. Die einzige Möglichkeit, .data() dazu zu bringen, etwas zurückzugeben, das nicht nullterminiert ist, wäre, .c_str() oder .data() ihren internen Puffer kopieren zu lassen oder nur 2 Puffer zu verwenden. Einen einzelnen nullterminierten Puffer zu haben bedeutet immer, dass Sie immer nur einen internen Puffer verwenden können, wenn Sie std::string implementieren.

Es wurde bereits beantwortet, einige Anmerkungen zum Zweck: Umsetzungsfreiheit.

std::string Operationen – zB Iteration, Verkettung und Elementmutation – benötigen keinen Nullterminator. Es sei denn, Sie bestehen die string zu einer Funktion, die eine nullterminierte Zeichenkette erwartet, kann sie weggelassen werden.

Dies würde es einer Implementierung ermöglichen, Teilstrings die eigentlichen Stringdaten gemeinsam nutzen zu lassen: string::substr könnte intern einen Verweis auf gemeinsam genutzte Zeichenfolgendaten und den Start-/Endbereich enthalten, wodurch das Kopieren (und zusätzliche Zuordnen) der tatsächlichen Zeichenfolgendaten vermieden wird. Die Implementierung würde die Kopie aufschieben, bis Sie anrufen c_str oder ändern Sie eine der Zeichenfolgen. Es würde niemals eine Kopie erstellt werden, wenn die beteiligten Teilzeichenfolgen nur gelesen werden.

(Copy-on-Write-Implementierung macht in Multithread-Umgebungen nicht viel Spaß, außerdem sind die typischen Speicher-/Zuweisungseinsparungen den komplexeren Code heute nicht wert, daher wird dies selten durchgeführt).

Ähnlich, string::data erlaubt eine andere interne Darstellung, zB ein Seil (verkettete Liste von Saitensegmenten). Dies kann Einfüge-/Ersetzungsvorgänge erheblich verbessern. Auch hier müsste die Liste der Segmente beim Anruf auf ein einzelnes Segment reduziert werden c_str oder data.

Zitat aus ANSI ISO IEC 14882 2003 (C++03-Standard):

    21.3.6 basic_string string operations [lib.string.ops]

    const charT* c_str() const;

    Returns: A pointer to the initial element of an array of length size() + 1 whose first size() elements
equal the corresponding elements of the string controlled by *this and whose last element is a
null character specified by charT().
    Requires: The program shall not alter any of the values stored in the array. Nor shall the program treat the
returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non-const member function of the
class basic_string that designates the same object as this.

    const charT* data() const;

    Returns: If size() is nonzero, the member returns a pointer to the initial element of an array whose first
size() elements equal the corresponding elements of the string controlled by *this. If size() is
zero, the member returns a non-null pointer that is copyable and can have zero added to it.
    Requires: The program shall not alter any of the values stored in the character array. Nor shall the program
treat the returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non- const member
function of basic_string that designates the same object as this.

Alle vorherigen Kommentare sind konsistent, aber ich möchte auch hinzufügen, dass str.data() ab c++17 ein char* anstelle von const char* zurückgibt.