调整字符数组大小并不总是有效

Resizing char array not always working

本文关键字：有效 字符 数组 调整      更新时间：2023-10-16

在一个名为Str的自定义字符串类中，我有一个函数c_str()，它只返回私有成员char* data作为const char* c_str() const { return data; }。这在我创建一个新的Str之后调用时有效，但是如果我使用cin覆盖Str，则在其上调用c_str()仅有时有效，但如果我cin比原始Str更大，则总是有效。

Str b("this is b");
cout << b.c_str() << endl;
cin >> b;
cout << b.c_str() << endl;

这里第一个b.c_str()工作，但如果我试图将Str b更改为cin >> b;行上的'b'，那么它输出'b' +一点垃圾。但如果我尝试将其更改为'bb'，它通常有效，如果我将其更改为比"this is b"长一些的内容，它总是有效。

这很奇怪，因为我的istream操作符(它是友元的)完全释放了Str，并最终为它读取的每个字符分配了一个只大1个字符的新字符数组(只是为了看看它是否能工作，它不能)。因此，似乎在读取其他内容后返回数组将返回data设置的新数组。

相关功能:

istream& operator>>(istream& is, Str& s) {
    delete[] s.data;
    s.data = nullptr;
    s.length = s.limit = 0;
    char c;
    while (is.get(c) && isspace(c)) ;
    if (is) {
        do s.push_back(c);
        while (is.get(c) && !isspace(c));
        if (is)
            is.unget();
    }
    return is;
}
void Str::push_back(char c) {
    if (length == limit) {
        ++limit;
        char* newData = new char[limit];
        for (size_type i = 0; i != length; ++i)
            newData[i] = data[i];
        delete[] data;
        data = newData;
    }
    data[length++] = c;
}

对于这样的push_back()，数组的容量永远不会大于它所容纳的容量，所以我不知道c_str()如何输出任何内存垃圾。

根据问题中的push_back()和评论中的c_str()，不能保证从c_str()返回的C-string是空终止的。由于char const*在没有null结束符的情况下不知道字符串的长度，这就是问题的根源!

当分配小内存对象时，您可能会返回string类先前使用的一个小内存对象，并且该对象包含非空字符，导致打印的字符看起来好像是找到的第一个空字节的长度。当分配更大的块时，您似乎可以返回"新鲜"内存，其中仍然包含空字符，使情况看起来好像一切正常。

基本上有两种方法可以解决这个问题:

  1. 在从c_str()返回char const*之前添加一个空终止符。如果您现在不关心多线程，可以在c_str()函数中完成。在多线程重要的上下文中，在const成员函数中进行任何更改可能都不是一个好主意，因为这会引入数据竞争。因此，c++标准字符串类在其中一个变异操作中添加了空终止符。
  2. 根本不支持c_str()函数，而是为字符串类实现一个输出操作符。这样就不需要null终止符了。
相关文章：