为什么 empty() std::basic_string c_str() 不是 nullptr？答案

【问题标题】：Why an empty() std::basic_string c_str() is not nullptr?为什么 empty() std::basic_string c_str() 不是 nullptr？
【发布时间】：2014-01-05 19:24:42
【问题描述】：

（周日晚上思考）

在我编写的函数中，我倾向于同时依赖 const char* 和同一字符串的模板内联 const std::basic_string<>& 变体。但我真的很好奇为什么空字符串的c_str() 不是nullptr。

大多数 C++ 编码人员现在将 const char* 指针视为 C 代码，但我认为它非常 C++，因为字符串是 null 终止和连续的，并将继续以这种方式。但是如果您使用自定义分配器，那么您使用const std::string& 参数编写的所有代码都是毫无意义的（除非只有标题）。

因此，您真正的选择（如果您想多才多艺） 是老式字符指针或内联模板函数，它们可以支持各种 std::basic_string 和自定义分配器或特征。这会迫使您内联模板化函数，因为您无法预先正确预测模板参数。

现在我的问题是：为什么空字符串不为 c_str() 返回 nullptr？ 作为字符串函数中的最低公分母，尤其是对于只读访问是const char* 而不是const std::string&，它是模板化的，因此受到限制。返回指向任何东西的指针，尤其是在没有进行字符串分配的情况下……在我看来很奇怪。

还是我太疯狂了以至于不能这样做？总是担心const char* 和模板化的const std::basic_string<char, ..., ...>& 对应物。如果std::string().c_str() where nullptr，我不会担心。但我必须自己防范空字符串，因为c_str() 在std::basic_strings 上不可靠。

PS：我知道旧式字符串函数在与空指针一起使用时会崩溃，但在任何地方使用字符串之前，可以轻松测试有效指针和非空第一个字符.

PPS：我在这里谈论的是健全的以 null 结尾的字符串，而不是 std::basic_string 特别支持的包含 null 的伪字符串。

问题改写：为什么std::string().c_str() 不应该指向内存？应该是nullptr。与 std::string().c_str("") 不同，后者是一个空字符串，需要一个 \0 尾随它。所以它实际上指向有效内存。 （如果您不了解字符串/指针的工作原理，请不要费心回答。这需要一些类似 C 的理解。）

【问题讨论】：

空字符串是没有元素的字符串。空指针不是字符串。
反对者请解释一下。
@Praetorian：这听起来更像是对 OP 问题的回答，而不是投反对票的理由。
@Benjamin :) 当我输入评论时似乎不是这样。无论如何，下面的答案更能说明为什么 c_str() 返回 nullptr 以指示空字符串是完全错误的。
"但是如果您使用自定义分配器，那么您使用 const std::string& 参数编写的所有代码都是毫无意义的（除非只有标头）。"这是string_view 的主要动机之一，以提供更好的const string&，它独立于内存分配细节。

标签： c++ string c++11 stl std

【解决方案1】：

std::string 的默认 constructor 将构造一个空字符串。

如果没有相应的有效 C 字符串，则无法构造 std::string 对象。 std::string() 等价于std::string("")，因此std::string::c_str() 将始终返回一个有效指针，并且从不返回一个空指针。

【讨论】：

我只是在输入一条评论告诉你这样做（发表你的评论作为答案）。我喜欢空的和未明确分配的缓冲区（如字符串） 为null。这可能只是个人喜好......
大小为 3 的 std::string(3, '\0') 怎么样！？
@DieterLücking 已初始化。简单的。 --- 我在我的问题中说，我非常不喜欢将空值放入 std 字符串的可能性。

【解决方案2】：

在下面的表达式中：

const char* foo = "";

有一个空字符串but I do not see a null pointer。一个空的 C 字符串是 char [] 和 char[0] = '\0'，仅此而已。

const char* 类型的空指针是不存在的字符串。

【讨论】：

其实这个解释很好——“空”字符串存储信息，而空指针不包含任何信息（除了为空）！
@DieterLücking 它的作用是有一个真实的内存地址分配给foo。如果他怀疑，请避免 OP 只相信我的话。

【解决方案3】：

如果一个空字符串的c_str返回nullptr，那么这将是无效的：

const char* str1 = "";
std::string str2 = "";
const char* str2_c = str2.c_str();
assert(strcmp(str1, str2_c) == 0);

对我来说，这似乎是一个有缺陷的界面。两个空字符串应该比较相等。

【讨论】：

你混淆比澄清任何事情都多
empty() 与空字符串有什么关系？ 空 std::string 我的意思是未分配（未分配）。 "" 字符串表示 \0，而空字符串表示未分配内存。所以空指针是有意义的。
@CodeAngry: std::string 没有对应于“未分配”的状态。空字符串并不意味着“没有分配内存”，无论是引用 c 字符串还是 c++ 字符串。
@BenjaminLindley 它应该有，因为我没有分配任何东西。对于那些理解指针的人来说，这就是 nullptr 的值。它意味着 NOTHING，而不是像 "" 中的 EMPTY。
@CodeAngry：不，不应该。指针是一种非常原始的类型，它可能指向也可能不指向字符串。 std::string 不是，也不应该等同于指针。 std::string 是一个字符串。它应该始终是一个字符串。如果你想要一个可以为空的类型，那么使用设计为可以为空的类型（即boost::optional<std::string>），而不是设计为字符串的类型。

【解决方案4】：

考虑一个 C 类型字符串（NULL 终止字符串）

const char * str1 = "";
const char * str2 = nullptr;

第一个实现是一个大小为 0 的以 NULL 结尾的字符数组。
Second 只是一个初始化为 NULL 的字符指针。

如果std::string().c_str() 返回nullptr，那将是完全错误的，因为它是一个模板 C++ 字符串，相当于一个 NULL 终止的 0 大小的 C 字符串。

【讨论】：

第一个指向内存，第二个指向无处。巨大的差异。
@CodeAngry：是的。特别是，第一个指向 C 字符串，第二个不指向，std::string::c_str() 始终返回指向 C 字符串的指针。这就是为什么它被命名为c_str。显然 c_str 不能返回 nullptr 因为那不是 C 字符串。