\"\" + number 的行为是什么以及为什么编译？答案

【问题标题】：What's the behaviour of "" + number and why it compile?\"\" + number 的行为是什么以及为什么编译？
【发布时间】：2022-09-22 22:37:50
【问题描述】：

代码成功编译它，但我不明白为什么对于某些数字值，程序崩溃而对于其他值却没有。有人可以解释使用编译器使用的char* 添加long int 的行为吗？

#include <iostream>

int main()
{
    long int number=255;
    std::cout<< \"Value 1 : \" << std::flush << (\"\" + number) << std::flush << std::endl;
    number=15155;
    std::cout<< \"Value 2 : \" << std::flush << (\"\" + number) << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

试验结果：

Value 1 : >                                                                            
Value 2 : Segmentation fault

注意：我不是在寻找如何添加带数字的字符串的解决方案。

这肯定有重复
直觉上我会说\"\" 返回一个空字符串的第一个元素的地址；然后将number 添加到该地址；然后operator<< 尝试取消引用该新地址以读取字符串，这是未定义的行为。
骗子解释了当您添加char 时会发生什么。你的情况更简单，因为char 首先被提升为int。
要更直观地解释这种现象：将\"\" 替换为\"Hello, World!\"，将number=255; 替换为number=7;
@stef 感谢您的解释解决了我的问题

标签： c++ segmentation-fault

【解决方案1】：

在 C++ 中，"" 是一个 const char[1] 数组，它衰变放入指向数组第一个元素的 const char* 指针（在这种情况下，字符串文字的 '\0' nul 终止符）。

将整数添加到指针执行指针算术，这将使指针中的内存地址前进指针声明为的类型的指定元素数量（在本例中为char）。

因此，在您的示例中，... << ("" + number) << ... 等效于 ... << &""[number] << ...，或更一般地说：

const char *ptr = &""[0];
ptr = reinterpret_cast<const char*>(
    reinterpret_cast<const uintptr_t>(ptr)
    + (number * sizeof(char))
);
... << ptr << ...

这意味着当number 是 0 以外的任何值时，您将超出数组的范围，因此您的代码具有未定义的行为当operator<< 试图取消引用你给它的无效指针时，任何事情都可能发生。

与许多脚本语言不同，("" + number) 不是在 C++ 中将整数转换为字符串的正确方法。您需要改用显式转换函数，例如std::to_string()，例如：

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    long int number = 255;
    std::cout << "Value 1 : " << std::flush << std::to_string(number) << std::flush << std::endl;
    number = 15155;
    std::cout << "Value 2 : " << std::flush << std::to_string(number) << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

或者，您可以简单地让std::ostream::operator<< 为您处理该转换，例如：

#include <iostream>

int main()
{
    long int number = 255;
    std::cout<< "Value 1 : " << std::flush << number << std::flush << std::endl;
    number = 15155;
    std::cout<< "Value 2 : " << std::flush << number << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案2】：

指针算术是罪魁祸首。

const char* 被 operator<< 接受，但在您的示例中不会指向有效的内存地址。

如果你打开-Wall，你会看到一个编译器警告：

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:6:59: warning: array subscript 255 is outside array bounds of 'const char [1]' [-Warray-bounds]
    6 |     std::cout<< "Value 1 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
      |                                                           ^
main.cpp:8:59: warning: array subscript 15155 is outside array bounds of 'const char [1]' [-Warray-bounds]
    8 |     std::cout<< "Value 2 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
      |                                                           ^
Value 1 :  q

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【讨论】：