为什么我的两个元组包含字符串，以相同的方式创建，不相等？

Question

我正在使用 Microsoft Visual C++ 编译以下程序，作为 C++20 程序：

#include <iostream>
#include <tuple>

int main()
{
    auto t1 = std::make_tuple("one", "two", "three");
    auto t2 = std::make_tuple("one", "two", "three");
    
    std::cout << "(t1 == t2) is " << std::boolalpha << (t1 == t2) << "\n";
    std::cout << "(t1 != t2) is " << std::boolalpha << (t1 != t2) << "\n";

    return 0;
}

当我运行它时，我看到以下输出：

(t1 == t2) is false
(t1 != t2) is true

元组是相同的，为什么会出现错误的比较结果？我该如何解决这个问题？

Answer 1

auto 并不总是你的朋友。我认为在没有样板的情况下可靠地获得“正确”行为的正确方法是显式使用您知道具有值相等性的类型。然后你也可以省略make_tuple 并简单地使用initialiser-list 构造函数：

#include <string>
#include <tuple>
#include <iostream>

typedef std::tuple<std::string, std::string, std::string> StrTriple;

int main() {
  
  StrTriple t1{"one", "two", "three"};
  StrTriple t2{"one", "two", "three"};

  std::cout << "(t1 == t2) is " << std::boolalpha << (t1 == t2) << "\n";
  std::cout << "(t1 != t2) is " << std::boolalpha << (t1 != t2) << "\n";

    return 0;
}

毫无疑问，有些人会争辩说std::string 的内存管理会产生不必要的开销。 string_view 可能更可取，但是在实际应用程序中，字符串可能需要在某个地方动态分配。

Answer 2

您正在比较指向字符缓冲区的指针，而不是字符串。

有时编译器会将两个不同的"one"s 转入同一个缓冲区，有时则不会。

在你的情况下，它不是。可能是调试版本。

添加#include <string_view>，然后

using namespace std::literals;

auto t1 = std::make_tuple("one"sv, "two"sv, "three"sv);
auto t2 = std::make_tuple("one"sv, "two"sv, "three"sv);

你会得到你所期望的。 （在c++17 之前的编译器中，使用<string> 和""s 而不是<string_view> 和""sv）。

Answer 3

这个问题与 C++20 无关，而是来自于字符串字面量的实现方式。答案例如在这里：

Why do (only) some compilers use the same address for identical string literals?

简而言之，您的程序属于“undefined 未指定行为”类别，因为它假定相同的 C 样式字符串文字具有相同的地址。这是因为像"a" == "a" 这样的表达式比较的是地址，而不是内容。如果您使用 std::string 文字，例如 "one"s、"one"sv 等，您的代码可以变得安全且可预测，请参阅 https://en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string/operator%22%22s

Answer 4

"one" 的类型是什么？这不是字符串，而是字符串文字。

你的问题基本上归结为这段代码：

char const* a = "one";
char const* b = "one";

std::cout << "(a == b) is " << std::boolalpha << (a == b) << "\n";
std::cout << "(a != b) is " << std::boolalpha << (a != b) << "\n";

最有可能输出相同的结果。

这是因为字符串文字会衰减为char const*。比较两个指针会比较它们在内存中的位置。现在这是您的编译器是否将字符串文字折叠成一个的问题。如果字符串文字被折叠，那么它们将相等，如果它们不是，它们将不相等。这可能因优化级别不同而有所不同。

那么你如何修正你的比较呢？

最好使用std::string_view，因为您似乎不需要拥有或更改其内容：

using namespace std::literals;

// ... 

auto t1 = std::make_tuple("one"sv, "two"sv, "three"sv);
auto t2 = std::make_tuple("one"sv, "two"sv, "three"sv);

std::string_view 类是指针和大小的薄包装，并定义了一个检查值相等性的比较运算符。