std::string 构造函数如何处理固定大小的 char[]？

Question

当char[] 中的实际字符序列可能小于最大大小时，字符串构造函数如何处理固定大小的char[]？

char foo[64];//can hold up to 64
char* bar = "0123456789"; //Much less than 64 chars, terminated with '\0'
strcpy(foo,bar); //Copy shorter into longer
std::string banz(foo);//Make a large string

在此示例中，banz 对象字符串的大小将基于原始 char* 长度还是它被复制到的 char[]？

Answer 1

首先您必须记住（或知道）C++ 中的 char 字符串实际上称为 null-terminated 字节字符串。 null-terminated 位是一个特殊字符 ('\0')，表示字符串的结尾。

您必须记住（或知道）的第二件事是数组自然衰减为指向数组第一个元素的指针。对于您示例中的foo，当您使用foo 时，编译器确实会执行&foo[0]。

最后，如果我们看看例如this std::string constructor reference 你会看到有一个重载（编号 5）接受 const CharT* （CharT 是 char 对于普通的 char 字符串）。

把它们放在一起，用

std::string banz(foo);

您将指针传递给foo 的第一个字符，std::string 构造函数会将其视为以空值结尾的字节字符串。通过找到空终止符，它知道字符串的长度。数组的实际大小无关紧要，未使用。

如果要设置std::string 对象的大小，则需要通过传递长度参数（构造函数参考中的变体4）显式进行：

std::string banz(foo, sizeof foo);

这将忽略空终止符并将banz 的长度设置为数组的大小。请注意，空终止符仍将存储在字符串中，因此将指针（由例如c_str 函数检索）传递给需要空终止字符串的函数，则字符串看起来很短。另请注意，空终止符之后的数据将未初始化并具有不确定内容。您必须在使用该数据之前对其进行初始化，否则您将拥有undefined behavior（在 C++ 中，即使读取不确定的数据也是 UB）。

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正如 MSalters 的评论中所述，读取未初始化和不确定数据的 UB 也用于使用显式大小构造 banz 对象。它通常会起作用并且不会导致任何问题，但它确实违反了 C++ 规范中规定的规则。

虽然修复它很容易：

char foo[64] = { 0 };//can hold up to 64

上面会将数组的all初始化为零。下面的strcpy 调用不会触及超出终止符的数组数据，因此将初始化数组的其余部分。

Answer 2

调用的构造函数是以const char* 作为参数的构造函数。该构造函数尝试复制该指针指向的字符数据，直到到达第一个 NUL 终止符。如果没有这样的 NUL 终止符，那么构造函数的行为是 undefined。

您的foo 类型通过指针衰减 转换为char*，然后在调用站点发生到const char* 的隐式转换。

也许有一个模板化的std::string 构造函数将const char[N] 作为参数，这将允许插入多个NUL 字符（std::string 类毕竟支持这一点），但它没有引入，现在这样做将是一个突破性的变化；使用

std::string foo{std::begin(foo), std::end(foo)};

还将复制整个数组foo。