C++ string.length() 奇怪的行为

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++ string.length() 奇怪的行为

【英文标题】：C++ string.length() Strange Behavior

【发布时间】：2015-06-17 00:28:45

【问题描述】：

我刚刚遇到了一个非常奇怪的问题。我的功能很简单：

int strStr(string haystack, string needle) 

    for(int i=0; i<=(haystack.length()-needle.length()); i++)
        cout<<"i "<<i<<endl;
    
    return 0;

那如果我调用strStr("", "a")，虽然haystack.length()-needle.length()=-1，这不会返回0，你可以自己试试……

【问题讨论】：

@aslg 不，你也可以试试 size()，同样的行为。

@aslg 根据docs，它们并没有什么不同。

据我所知，长度和大小是相同的。 i=0; i <= -1; i++ 需要一段时间才能到达出口案例。

@user4581301 为什么要花一点时间？根本不应该进入循环

因为 -1 是一个无符号整数。

【参考方案1】：

这是因为.length()（和.size()）返回size_t，这是一个无符号整数。你认为你得到一个负数，而实际上它下溢回到size_t 的最大值（在我的机器上，这是 18446744073709551615）。这意味着您的 for 循环将遍历 size_t 的所有可能值，而不是像您期望的那样立即退出。

要获得您想要的结果，您可以将大小显式转换为 ints，而不是 unsigned ints（请参阅 aslgs 答案），尽管对于具有足够长度的字符串（足以溢出/不足），这可能会失败一个标准的int)

编辑： 来自以下 cmets 的两个解决方案：

(Nir Friedman) 不要像 aslg 的回答那样使用 int，而是包含标题并使用 int64_t，这将避免上述问题。

(rici) 将您的 for 循环转换为 for(int i = 0;needle.length() + i <= haystack.length();i ++)，通过重新排列等式来避免所有减法，从而避免所有问题。

由于您提到的原因，

int 不是一个很好的建议。在大多数体系结构中，int 只有 32 位。相反，我建议 #include 并使用 int64_t 或 long long int（保证至少 64 位）。这适用于所有字符串，除非您的计算机有 2^63 字节的 RAM。

或者通过将条件写为：needle.length() + i <= haystack.length()

来避免问题

【参考方案2】：

(haystack.length()-needle.length())

length 返回一个size_t，换句话说，一个无符号整数。给定字符串的大小，分别为 0 和 1，当您计算差异时，它会下溢并成为 unsigned int 的最大可能值。 （对于 4 个字节的存储，这大约是 42 亿，但可能是不同的值）

i<=(haystack.length()-needle.length())

编译器将索引器i 转换为无符号整数以匹配类型。所以你必须等到i 大于无符号整数的最大可能值。它不会停止。

解决方案：

你必须将每个方法的结果转换为int，像这样，

i <= ( (int)haystack.length() - (int)needle.length() )