为什么 std::strlen() 在不终止空字符的情况下对 char 数组起作用？这是编译器优化吗？

Question

我所做的所有阅读都表明，将非空终止字符数组传递给std::strlen 是未定义的行为，可能会导致程序崩溃。但是，下面的代码（在 Cygwin 上使用 g++ 编译）运行良好。

这是怎么回事？

char test_cases[4][80] = {{'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ',', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '!'}, {}, {'1'}, {'A', 'B', 'C'}};
size_t num_test_cases = std::size(test_cases); // C++17

for (size_t i = 0; i < num_test_cases; ++i) 
{
    std::cout << std::strlen(test_cases[i]) << std::endl;
}

输出：

13
0
1
3

Answer 1

数组的构造意味着任何未使用的插槽都可以方便地设置为零大小。

所以你写的完全合法且一致。

您是否为“Hello, world!”定义了完全正确的缓冲区大小

char test_cases[4][13]

你会得到“破碎”的答案，并触及 UB 的边缘。

还因为你声明它作为第一个缓冲区，它会运行到第二个缓冲区，所以会给出错误的答案，而不是一些致命的错误。

实际上，再看一遍，因为您将第二个字符串定义为空，您仍然不会看到错误，因为溢出数据的第一个字节可能也是零填充的！

我可能会说，因为没有值的 {} 实际上不是合法的 C。它是合法的 C++11，但我不完全确定如果 C++11 的行为是为了确保所有成员都归零调用聚合“样式”初始化程序。事实上，由于您的输出，{} 一定做了“正确”的事情。

通常内存中有很多零，以至于您的字符串通常最终会被终止！正如@John 所说，这是外星人从你的银行账户中偷钱的机会。

Answer 2

您的情况是“零初始化”的常见情况。 It's perfectly defined.

从大括号括起来的列表中初始化

当使用大括号括起来的初始化器列表初始化数组时，列表中的第一个初始化器初始化索引为零处的数组元素（除非指定了指示符）（自 C99 起），并且每个后续初始化器都没有指示符 (自 C99 以来）在索引处初始化数组元素，该索引大于由前一个初始化程序初始化的索引。

由于分配了超过 13 个字符 (80)，因此所有其他字符都填充为 '\0'（值为 0 的字符）。所以strlen 的工作方式与预期完全一样，因为您的空间比预期的要多。

cppreference 中完全符合您的情况的其他示例：

int x[] = {1,2,3}; // x has type int[3] and holds 1,2,3
int y[5] = {1,2,3}; // y has type int[5] and holds 1,2,3,0,0
int z[3] = {0}; // z has type int[3] and holds all zeroes

Answer 3

表示将非空终止字符数组传递给 std::strlen 是未定义的行为

正确。

但是，下面的代码可以正常工作。

所有的字符串 都以 null 结尾，因此没有未定义的行为。

无论如何，您不能假设具有未定义行为的程序不会“正常工作”。这没有什么不合常规的。

并且可能会导致程序崩溃。

期望未定义的行为“可能导致程序崩溃”并不是一个好主意。 UB完全有可能不会导致程序崩溃。