std::string::c_str() 结果的生命周期是多少？

Posted 2023-02-18

【中文标题】std::string::c_str() 结果的生命周期是多少？

【英文标题】：What is the lifetime of the result of std::string::c_str()?

【发布时间】：2011-09-21 07:57:19

【问题描述】：

在我的一个程序中，我必须与一些适用于const char* 的遗留代码进行交互。

假设我有一个看起来像这样的结构：

struct Foo

  const char* server;
  const char* name;
;

我的高级应用程序只处理std::string，所以我想到了使用std::string::c_str() 来取回const char* 指针。

但是c_str() 的生命周期是多少？

我可以做这样的事情而不会遇到未定义的行为吗？

  std::string server = "my_server";
  std::string name = "my_name";

  Foo foo;
  foo.server = server.c_str();
  foo.name = name.c_str();

  // We use foo
  use_foo(foo);

  // Foo is about to be destroyed, before name and server

或者我应该立即将c_str() 的结果复制到另一个地方？

谢谢。

【问题讨论】：

当我在函数中定义一个本地字符串并返回 .c_str() 时发生在我身上。我不明白为什么有时我只得到字符串的一部分，直到我明白const char* 不会永远存在，但直到字符串被销毁

【参考方案1】：

只要字符串没有被破坏或修改，使用 c_str() 就可以了。如果使用先前返回的 c_str() 修改了字符串，则实现定义。

【参考方案2】：

c_str() 的返回值仅在下一次调用同一字符串的非常量成员函数之前有效

【参考方案3】：

在对应的string对象发生以下一种情况之前有效：

对象被销毁 对象被修改

除非您在将c_str()s 复制到foo 之后但在调用use_foo() 之前修改那些string 对象，否则您的代码没有问题。

【参考方案4】：

如果std::string 被销毁或调用字符串的非常量成员函数，则c_str() 结果无效。所以，如果你需要保留它，通常你会想要复制它。

在您的示例中，c_str() 的结果似乎可以安全使用，因为在该范围内字符串不会被修改。 （但是，我们不知道 use_foo() 或 ~Foo() 可能会对这些值做什么；如果他们将字符串复制到其他地方，那么他们应该执行真正的复制，而不仅仅是复制char 指针。）

【讨论】：

c_str() 如果 std::string 对象是超出范围或调用线程创建函数的自动对象，则指针可能无效。

你能解释一下non-const member function of the string is called.吗？

“非 const 成员函数”是任何未用 const 关键字标记的成员函数。这样的函数可能会改变字符串的内容，在这种情况下，字符串可能需要为c_str() 返回的字符串的空终止版本重新分配内存。例如size()和length()是const，所以你可以调用它们而不用担心字符串改变，但clear()不是const。

【参考方案5】：

从c_str() 返回的const char* 仅在下一次对std::string 对象的非常量调用之前有效。在这种情况下，您很好，因为您的 std::string 仍在 Foo 的生命周期内，并且您没有执行任何其他会在使用 foo 时更改字符串的操作。

【参考方案6】：

从技术上讲，您的代码没问题。

但是你写的方式很容易让不知道代码的人破解。对于 c_str() ，唯一安全的用法是将其作为参数传递给函数。否则，您将面临维护问题。

示例 1：

  std::string server = "my_server";
  std::string name   = "my_name";

  Foo foo;
  foo.server = server.c_str();
  foo.name = name.c_str();

  //
  // Imagine this is a long function
  // Now a maintainer can easily come along and see name and server
  // and would never expect that these values need to be maintained as
  // const values so why not re-use them

  name += "Martin";
  // Oops now its broken.

  // We use foo
  use_foo(foo);

  // Foo is about to be destroyed, before name and server

所以为了维护让它显而易见：

更好的解决方案：

  // Now they can't be changed.
  std::string const server = "my_server";
  std::string const name   = "my_name";

  Foo foo;
  foo.server = server.c_str();
  foo.name = name.c_str();

  use_foo(foo);    

但如果你有 const 字符串，你实际上并不需要它们：

  char const* server = "my_server";
  char const* name   = "my_name";

  Foo foo;
  foo.server = server;
  foo.name   = name;

  use_foo(foo);

好的。出于某种原因，您希望它们作为字符串： 为什么不只在通话中使用它们：

  std::string server = "my_server";
  std::string name = "my_name";

  // guaranteed not to be modified now!!!     
  use_foo(Foo(server.c_str(), name.c_str());

【参考方案7】：

为了完整起见，这里是reference and quotation from cppreference.com：

从c_str()获得的指针可能会被以下行为无效：

将对字符串的非常量引用传递给任何标准库函数，或者 在string上调用非常量成员函数，不包括operator[]、at()、front()、back()、begin()、rbegin()、end()和rend()。李>