C 样式字符串到 std::string 转换说明

Question

我有几个问题，我认为对于具有 C++ 经验的人来说很容易回答，我会为 TL 加粗问题；DR

给定以下代码：

void stringTest(const std::string &s)
{
    std::cout << s << std::endl;
}

int main()
{
    stringTest("HelloWorld");
}

希望有人可以在这里指出我思考过程中的错误：

为什么 stringTest 中的参数在传递 C-Style 字符串时必须标记为 const？ 使用其 cstyle 字符串构造函数是否会隐式转换为 std::string ，因此“s”不再是对文字的引用（并且不需要是 const）。

此外，cstyle 字符串构造函数是什么样的，以及编译器如何知道在看到时调用它：

stringTest("HelloWorld");

它是否简单地将字符串文字识别为 char* 之类的东西？

我在研究复制构造函数时偶然发现了这些问题。我自己澄清的另一个快速问题......

如果是这样的情况：

std::string s = "HelloWorld";

cstyle字符串构造函数是不是用来实例化一个临时std::string，然后用字符串拷贝构造函数把临时字符串复制到"s"中？：

std::string(const std::string&);

Answer 1

为什么 stringTest 中的参数在传递 C-Style 字符串时必须标记为 const？

仅当参数为引用时才需要，因为临时 std::string 是从您传入的 char const* 构造的，而对临时的非 const 引用是非法的。

它是否简单地将字符串文字识别为 char* 之类的东西？

字符串文字是一个char const 数组，它衰减为char const*。由此，编译器推断它应该使用非explicit 构造函数std::string::string(char const *) 来构造临时对象。

cstyle构造函数是用来实例化一个临时std::string，然后用字符串拷贝构造函数把临时字符串复制到"s"吗？

比这要复杂一些。是的，创建了一个临时的。但是复制构造函数可能会也可能不会被调用；允许编译器跳过复制构造作为优化。但是，仍然必须提供复制构造函数，因此无法编译以下代码：

class String {
    String(char const *) {}
  private:
    String(String const &);
};

int main()
{
    String s = "";
}

此外，在 C++11 中，将使用移动构造函数（如果提供）；在这种情况下，不需要复制构造函数。

Answer 2

它是否简单地将字符串文字识别为类似于 字符*？

原始问题的这一部分没有像我希望的那样清楚地回答。不过，我完全赞同（并投票赞成）约塞连对其余部分的回答。

基本上，您需要了解编译器在看到代码中的字符串文字时在做什么。该字符数组（实际上是任何 c 样式的字符串）实际上存储在与其所属的代码完全不同的位置（取决于体系结构，数字文字可以作为程序集的一部分存储在该位置本身/二进制指令）。这里的两个代码块“或多或少”等效（忽略缺少包含或命名空间声明）：

int main(void)
{
    cout << "Hello!" << endl;
    return 0;
}

这更接近“真正”发生的事情：

const char HELLO_STR[] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '!', 0 };

int main(void)
{
    cout << HELLO_STR << endl;
    return 0;
}

如果我在数组 init 或其他任何内容中犯了错误，请原谅我，但我认为这表达了我的意思，即字符串文字“真正”存储在哪里。它不是内联的，但对于定义它的程序的另一部分来说是一个不可见的常量。此外，那里的一些（大多数？）编译器还将字符串文字“一起”排列，这样如果您在 50 个地方使用相同的文字，它只存储其中一个，并且所有这些都引用同一个常量，节省内存。

所以请记住，任何时候您使用字符串文字时，您都在使用“隐形”存在于某处的 const char[N]，它被隐式转换为 const char*。

Answer 3

为什么 stringTest 中的参数在传递 C-Style 字符串时必须标记为 const？

编辑： 临时对象必须是不可变的。看larsman的评论和回答，他是对的。

原因很简单：

void change(std::string& c) { c = "abc"; }
change("test"); // what should the code exactly do??

此外，cstyle 字符串构造函数是什么样的，编译器如何知道在看到时调用它：

它为string(char*) 构造函数查找std::string

如果是这样的情况：

std::string s = "HelloWorld";

cstyle构造函数是不是用来实例化一个临时std::string，然后用字符串拷贝构造函数把临时字符串复制到"s"中？： std::string(const std::string&);

没有。在这种确切的情况下（TYPE variable = SOMETHING），它与写TYPE variable(SOMETHING); 相同。因此，没有使用复制。

Answer 4

const string & s 在此示例中是从参数“HelloWorld”调用构造函数所必需的。使用的构造函数是类型转换构造。

string& s 不会这样做，因为 s 直接引用了一个字符串对象。

类型转换的定义类似于

 basic_string(const _CharT* __s);

使用类型定义

typedef basic_string<char>    string; 

因此声明将评估为

basic_string(const char * __s)