从 ostringstream 读取/写入会更改原始数据答案

【问题标题】：reading/writing from ostringstream changes original data从 ostringstream 读取/写入会更改原始数据
【发布时间】：2021-01-26 17:11:22
【问题描述】：

在测试中，我将给定值写入ostringstream。之后，我尝试评估是否写入了正确的值。但是，我写入流中的原始值似乎在稍后读取时发生了更改。

我将问题简化为以下代码：

#include <sstream>
#include <cassert>
#include <iostream>

int main()
{
    std::ostringstream os;
    uint16_t data{ 123 };
    os.write(reinterpret_cast<const char*>(&data), sizeof(uint16_t));

    uint16_t data_returned;
    std::string data_str(os.str());
  
    std::copy(data_str.begin(), data_str.end(), &data_returned);

    assert(data == 123); // <- not true
    assert(data_returned == 123);
}

这里的data 似乎被std::copy() 更改（为0）。

我也把代码放在godbolt上：https://godbolt.org/z/bcb4PE

更奇怪的是，如果我把uint16_t data{ 123 };改成const uint16_t data{ 123 };，一切都很好。

似乎我缺少对 std::copy() 机制的一些见解。

【问题讨论】：

标签： c++ ostringstream

【解决方案1】：

std::copy() 在这种情况下不会做你认为它会做的事情。它只是将 individual 元素从一个容器复制到另一个容器的逻辑循环的包装器。您实际上是在告诉它将 2 个单独的 chars 从 data_str 复制到 uint16_t[2] 数组中，除了您实际上没有这样的数组，因此您有 未定义的行为并且正在破坏堆栈内存。

此声明：

std::copy(data_str.begin(), data_str.end(), &data_returned);

基本上是这样做的：

std::string::iterator iter = data_str.begin(), end = data_str.end();
uint16_t *dest = &data_returned;
while (iter != end) {
    *dest++ = *iter++;
}

在您的示例中，这基本上相当于这样做：

uint16_t *dest = &data_returned;
dest[0] = static_cast<uint16_t>(data_str[0]);
dest[1] = static_cast<uint16_t>(data_str[1]);

它将第一个 byte 分配给整个 uint16_t（这就是您看到值变化的原因），然后将第二个 byte 分配给下一个整个uint16_t（破坏堆栈）。

对于您正在尝试的内容，请改用std::memcpy()，例如：

std::memcpy(&data_returned, data_str.c_str(), sizeof(data_returned));

否则，如果你真的想使用std::copy()，你需要确保它知道将单个字节复制到目的地，而不是整个uint16_ts，例如：

std::copy(data_str.begin(), data_str.end(), reinterpret_cast<char*>(&data_returned));

由于输入和输出都是普通类型，因此应将其优化为适当的 std::memcpy() 等效副本。

【讨论】：

【解决方案2】：

要以这种方式使用std::copy()，您需要将&data_returned 转换为char*，否则std::copy() 会将其视为uint16_t* 并填充两个uint16_ts 而不是两个chars 你的目标。这使您的程序具有undefined behavior，这就是您在data 中看到更改值的原因。该程序也可能崩溃或做了一些完全不同的事情。

std::copy(data_str.begin(), data_str.end(), reinterpret_cast<char*>(&data_returned));

这是您的程序编译时使用了两个额外的选项 (-ggdb -fsanitize=address)，以便将来更容易发现此类问题：Demo

【讨论】：