std::string 实现是否符合 's.c_str() + s.size()' 不一定与 '&s[s.size()]' 相同？

Question

§21.4.5 [string.access]

const_reference operator[](size_type pos) const;
reference operator[](size_type pos);

返回： *(begin() + pos) 如果pos < size()。否则，返回对类型为 charT 且值为 charT() 的对象的引用，其中修改对象会导致未定义的行为。

第二部分至少对我来说意味着这个“charT 类型的对象”可能位于存储在std::string 对象中的序列之外。符合 operator[] 的示例实现：

reference operator[](size_type pos){
  static contexpr charT default = charT();
  if(pos == size())
    return default;
  return buf[pos];
}

现在，c_str()/data() 被指定为 operator[]：

§21.4.7 [string.accessors]

const charT* c_str() const noexcept;
const charT* data() const noexcept;

返回： 一个指针p 使得p + i == &operator[](i) 对应[0,size()] 中的每个i。

这将使上述operator[] 实现不符合要求，如p + size() != &operator[](size())。但是，通过一些技巧，您可以绕过这个问题：

reference operator[](size_type pos){
  static contexpr charT default = charT();
  if(pos == size() && !evil_context) // assume 'volatile bool evil_context;'
    return default;
  return buf[pos];
}

struct evil_context_guard{
  volatile bool& ctx;
  evil_context_guard(volatile bool& b)
    : ctx(b) {}
  ~evil_context_guard(){ b = false; }
};

const charT* c_str() const noexcept{
  evil_context_guard g(evil_context = true);
  // now, during the call to 'c_str()', the requirement above holds
  // 'p + i == &operator[](i) for each i in [0,size()]'
  const charT* p = &buf[0];
  assert(p+size() == &operator[](size()));
  return p;
}

现在，显而易见的问题是……

上面的代码真的符合还是我忽略了什么？

Answer 1

忽略给定的代码，只考虑问题，我认为

• 很遗憾，答案似乎是“是”，并且
• 这当然不是标准的意图。

因此，这似乎是一个缺陷。

检查list of known library defects 显然这个问题尚未报告。

所以，正如我在聊天中所说，我建议将其发布到 [comp.std.c++]，以便解决它是否真的是缺陷的问题，如果是，将其放入缺陷列表并进行修复。

Answer 2

我看不出它怎么可能符合要求。用户代码永远无法观察到承诺的返回值。代码中的assert 具有误导性，因为它位于错误的位置：函数尚未返回。 返回： 要求适用于从函数返回的值，而不是其实现中的某个值（应该很明显为什么这是一个荒谬的想法）。

断言应该在这里：

auto p = s.c_str();
assert(p + s.size() == &operator[](s.size()));

我相信特别对待s[s.size()] 的措辞只是为了禁止你炸毁空终止符。