" " + C++的东西

"" + something in C++

本文关键字：C++      更新时间：2023-10-16

我的代码中发生了一些非常奇怪的事情。我相信我已经找到了标记为"这里"的部分（当然，代码是简化的）：

std::string func() {
    char c;
    // Do stuff that will assign to c
    return "" + c; // Here
}

当我尝试cout这个函数的结果时，会发生各种各样的事情。我想我甚至已经设法获得了一些底层C++文档，以及许多分段错误。我很清楚这在C++中不起作用（我现在已经使用stringstream来转换为string），但我想知道为什么。在使用了大量C#很长一段时间而没有C++之后，这给我带来了很多痛苦。

  • ""是字符串文字。它们具有N个const char的类型数组。这个特定的字符串文字是1个const char的数组，其中一个元素是null终止符。

  • 数组很容易衰减为指向其第一个元素的指针，例如在需要指针的表达式中。

  • 对于作为lhs的数组和作为rhs的整数，没有定义lhs + rhs。但它是用通常的指针运算为lhs的指针和为rhs的整数定义的。

  • char是C++核心语言中的一种整数数据类型（即被视为整数）。

===>字符串文字+字符因此被解释为指针+整数。

表达式"" + c大致相当于：

static char const lit[1] = {''};
char const* p = &lit[0];
p + c // "" + c is roughly equivalent to this expression

您返回一个std::string。表达式"" + c产生一个指向const char的指针。std::string的构造函数期望const char*是指向以null结尾的字符数组的指针。

如果c != 0，则表达式"" + c导致未定义行为：

  • 对于c > 1，指针算术产生"未定义的行为"。指针算术只在数组上定义，并且如果结果是同一数组的元素。

  • 如果char被签名，那么c < 0出于同样的原因产生未定义的行为。

  • 对于c == 1，指针算术不会生成未定义的行为。这是一个特殊情况；允许指向数组最后一个元素之后的一个元素（但不允许使用它所指向的内容）。它仍然会导致Undefined Behavior，因为这里调用的std::string构造函数要求其参数是指向有效数组的指针（以及以null结尾的字符串）。最后一个元素后面的那个元素不是数组本身的一部分。违反此要求也会导致UB。

现在可能发生的情况是，std::string的构造函数试图通过搜索数组中等于'':的（第一个）字符来确定您传递的以null结尾的字符串的大小

string(char const* p)
{
    // simplified
    char const* end = p;
    while(*end != '') ++end;
    //...
}

这将产生访问冲突，或者它创建的字符串包含"垃圾"。编译器也有可能假设这种未定义的行为永远不会发生，并进行一些有趣的优化，从而导致奇怪的行为。

顺便说一下，clang++3.5为这个片段发出了一个很好的警告：

警告：向字符串中添加"char"不会追加到字符串中[-Wstring加int]

return "" + c; // Here
       ~~~^~~

注意：使用数组索引使此警告静音

关于编译器如何解释这段代码，有很多解释，但您可能想知道的是您做错了什么。

您似乎在期待std::string的+行为。问题是这两个操作数实际上都不是std::string。C++查看操作数的类型，而不是表达式的最终类型（此处为返回类型std::string）来解决重载问题。如果它没有看到std::string，它就不会选择std::string的+版本。

如果您对一个运算符有特殊行为（您编写了它，或者得到了提供它的库），则该行为仅适用于至少一个操作数具有类类型（或对类类型的引用，以及用户定义的枚举计数）的情况。

如果你写

std::string("") + c

或

std::string() + c

或

""s + c // requires C++14

则得到operator+的CCD_ 35行为。

（请注意，这些实际上都不是好的解决方案，因为它们都会生成std::string实例，而std::string(1, c)可以避免这些实例的寿命很短）

函数也是如此。这里有一个例子：

std::complex<double> ipi = std::log(-1.0);

您将得到一个运行时错误，而不是预期的虚数。这是因为编译器不知道它应该在这里使用复数对数。重载只查看参数，并且参数是一个实数（实际上是double类型）。

操作员重载ARE函数并遵守相同的规则。

此返回语句

return "" + c;

有效。这里使用了所谓的指针算术。字符串文字"被转换为指向其第一个字符的指针（在本例中为其终止零），存储在c中的整数值被添加到指针中。因此表达式的结果

"" + c

具有类型const char *

类std:：string具有接受类型为const char *的参数的转换构造函数。问题是，这个指针可以指向字符串文字之外的内容。因此，函数具有未定义的行为。

我认为用这个表达法毫无意义。如果你想建立一个基于一个字符的字符串，你可以写例如

return std::string( 1, c );

C++和C#之间的区别在于，在C#中，字符串文字的类型为System.string，该类型为字符串和字符（在C#中为unicode字符）重载了运算符+。在C++中，字符串文字是常量字符数组，运算符+对数组和整数的语义不同。数组被转换为指向其第一个元素的指针，并使用指针算术。

这是一个标准类std:：string，它重载了字符运算符+。C++中的字符串文字不是这个类的std:：String类型的对象。

相关文章：
  • 没有找到相关文章