std::move on std::string 是否保证 .c_str() 返回相同的结果？答案

【问题标题】：Does std::move on std::string garantee that .c_str() returns same result?std::move on std::string 是否保证 .c_str() 返回相同的结果？
【发布时间】：2022-10-27 07:45:11
【问题描述】：

我想提供零拷贝、基于移动的 API。我想将一个字符串从线程 A 移动到线程 B。从意识形态上讲，似乎 move 应该能够简单地将数据从实例 A 传递\移动到新实例 B，而复制操作最少甚至没有（主要用于地址）。所以像数据指针这样的所有数据都将被简单地复制而不是新的实例（通过移动构造）。那么 std::move on std::string 是否保证 .c_str() 在移动之前的实例和通过移动构造函数创建的实例返回相同的结果？

【问题讨论】：

std::move 只是演员。它没有做任何事物。
我不相信后续调用 .c_str() 一定会返回相同的指针即使没有尝试的举动。标准要求（即使是隐含的要求）将是一件奇怪的事情，尽管我希望语言律师引用我的标准。（我知道它必须是真奇怪虽然这样做的实现）
@MikeVine 显然不能期望在更改之间返回相同的指针。例如，如果字符串大小被任意增加。如果标准中对此没有任何说明，那么任何非常量方法都可以自由影响它。
@Johan Lundberg 甚至都不是。我可以想到一个字符串实现（比如说一个将字符串存储两次的实现，我知道这很愚蠢，但我认为它符合标准）如果调用两次而不进行修改，它可以从 c_str() 返回一个不同的指针。至少我认为这没问题，但就像我说的那样，我希望看到标准中不允许这样做的内容。纯粹是为了兴趣。
C++ 标准库类和函数是线程安全的，因为它们允许在没有外部同步的情况下访问常量方法。 Const 方法被允许改变内部状态（可变的或丢弃 const），只有当它可以通过仍然保持正确的行为（原子或以其他方式同步，如果必须）或 as-if 来完成时。 herbsutter.com/2013/01/01/video-you-dont-know-const-and-mutable

标签： c++ c++11 move move-semantics

【解决方案1】：

不。不要求 std::string 使用动态分配或对此类分配执行任何特定操作（如果有的话）。事实上，现代实现通常将短字符串放入字符串对象本身并且不分配任何东西；那么移动就和复制一样了。

重要的是要记住 std::string 是不是一个容器，尽管它看起来非常相似。与 std::string 相比，容器对其元素提供了更强的保证。

【讨论】：

因此，例如在 std::vector 的情况下，我们保证指针指向移动后指向同一位置的第一个点？
@DuckQueen：我不太确定。标准说移动后的目标容器与移动前的操作数具有相同的值，但这有点含糊。只有 swap 才说没有容器元素被触及。

【解决方案2】：

不，这不能保证。

保证它基本上会禁止（例如）短字符串优化，其中短字符串的整个主体存储在字符串对象本身中，而不是在堆上单独分配。

至少就目前而言，我认为 SSO 被认为足够重要，以至于委员会极不愿意禁止它（但这可能会改变——当最初的 C++98 标准被编写时，他们费了很大的劲才允许复制——写入字符串，但现在禁止使用）。

【讨论】：

【解决方案3】：

不，

但如果需要，一个选项是将字符串放入std::unique_ptr。就我个人而言，我通常不会将 c_str() 值依赖于本地范围之外的其他内容。

示例，根据要求：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

int main() {
    std::string ss("hello");
    auto u_str = std::make_unique<std::string>(ss);
    std::cout << u_str->c_str() <<std::endl;
    std::cout << *u_str <<std::endl;
    return 0;
}

如果您没有 make_unique（C++14 中的新功能）。

auto u_str = std::unique_ptr<std::string>(new std::string(ss));

或者只是从 proposal by S.T.L.: 复制整个实现

Ideone example on how to do that

【讨论】：

如何将字符串放入 unique_ptr.having 中？

【解决方案4】：

它是 documented here，因此您可以假设 c_str() 结果在某些条件下是稳定的。

但是，您不能假设 c_str() 在移动后将保持不变。在实践中，它会在长字符串的情况下保留，但不会在短字符串的情况下保留。

【讨论】：