空终止字符串，它真的由标准规定吗？ [复制]

Question

讨论

• 已知从 C++11 及以后的std::basic_strings 被认为具有空字符终止的内部存储缓冲区。

• 除其他外，此更改的主要原因是 std::basic_string 的先前定义仅允许对字符串进行非常有限的并发访问，因此限制了多线程应用程序的性能。 （更多std::basic_string变化的原因可以阅读proposal N2534）。

• 但是，阅读标准时，我找不到明确指出 std::basic_string 必须有一个以空字符结尾的内部存储缓冲区的引用。

• 我发现的唯一隐式引用是§21.4.7.1/1&3 basic_string accessors [string.accessors]：

const charT* c_str() const noexcept;

const charT* data() const noexcept;

1 返回：一个指针p，使得p + i == &operator[](i) 对应[0,size()] 中的每个i。 3 要求：程序不得更改存储在字符数组中的任何值。

• 我假设由于效率原因，并且由于 §21.4.7.1/3 要求程序不得更改返回的缓冲区，std::basic_string::c_str() 和 std::basic_string::data() 中的大多数实现者都返回以空字符结尾的内部缓冲区。

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问题：

1. 标准中是否有明确规定std::basic_string内部存储缓冲区必须以空字符结尾？
2. 如果没有明确的声明（即，问题 #1 的简短回答是否定的），这是否意味着实施者可以在没有空字符终止的内部存储缓冲区的情况下实施 std::basic_string，从而广泛传播概念既然 C++11 字符串是空终止的，那是错误的吗？

Answer 1

从21.4.5：

const_reference operator[](size_type pos) const;reference operator[](size_type pos);

1 要求：pos <= size()。

2 返回： *(begin() + pos) 如果pos < size()，否则引用 T 类型的对象，值为 charT()；参考值应 不可修改。

请注意，s[s.size()] 定义明确，需要返回 NUL 字符。

但是，这本身并不需要NUL-终止的内部存储。 21.4.1/5 有这样的说法：

basic_string 对象中的类字符对象应连续存储。也就是说，对于任何basic_string 对象s，身份&*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n 应适用于n 的所有值，使得0 <= n < s.size()。

请注意，仅n < s.size() 之前需要连续存储，s.size() 本身不需要。所以char* p = &s[0]; 不一定指向NUL 终止的缓冲区，因为标准不要求p[s.size()] 有效。

实际上，在data()、c_str() 和operator[] 的要求之间，任何合理的实现都会维护NUL 终止的存储。但标准似乎并未排除疯狂的实现。

Answer 2

在 C++11 中，c_str() 和 data() 都需要返回指向内部存储的指针（抱歉，我没有方便的直接引用来支持它）。在早期版本中，c_str() 不需要这样做，但 data() 是。实现者可以（但很少这样做）实现写时复制语义，以便c_str() 返回的指针不是原始内部存储。

在所有版本中，c_str() 都需要返回一个以空值结尾的指针。因此，这意味着在 C++11 中，内部存储必须以空值结尾。