c++ - 调整 char 数组的大小并不总是有效

Question

在一个名为 Str 的自定义字符串类中，我有一个函数 c_str()，它只返回私有(private)成员 char* data 作为 >const char* c_str() const { 返回数据； }。这在我创建一个新的 Str 之后调用时有效，但是如果我随后使用 cin 覆盖 Str，调用 c_str() 只是有时有效，但如果我 cin 比原来的更大的 Str 总是有效。

Str b("this is b");
cout << b.c_str() << endl;

cin >> b;
cout << b.c_str() << endl;

这里第一个 b.c_str() 有效，但如果我尝试将 Str b 更改为 cin >> b 上的 'b'; 行然后它输出 'b' + 一些垃圾。但是，如果我尝试将其更改为“bb”，它通常会起作用，而如果我将其更改为比“this is b”更长的内容，它总是会起作用。

这很奇怪，因为我的 istream 运算符(它是友好的)完全取消分配 Str 并最终分配一个新的 char 数组，对于它读入的每个 char 只大 1 个 char(只是为了看看它是否会工作，它不会)。因此，似乎在读取其他内容后返回数组会返回设置了 data 的新数组。

相关函数:

istream& operator>>(istream& is, Str& s) {
    delete[] s.data;
    s.data = nullptr;
    s.length = s.limit = 0;

    char c;
    while (is.get(c) && isspace(c)) ;

    if (is) {
        do s.push_back(c);
        while (is.get(c) && !isspace(c));

        if (is)
            is.unget();
    }
    return is;
}

void Str::push_back(char c) {
    if (length == limit) {
        ++limit;
        char* newData = new char[limit];

        for (size_type i = 0; i != length; ++i)
            newData[i] = data[i];

        delete[] data;
        data = newData;
    }
    data[length++] = c;
}

像这样使用 push_back()，数组的容量永远不会超过它所容纳的容量，所以我看不出我的 c_str() 怎么能输出任何内存垃圾。

Answer 1

根据问题中的 push_back() 和评论中的 c_str() ，不能保证 c_str 返回的 C 字符串() 以 null 结尾。由于 char const* 不知道没有空终止符的字符串的长度，这就是问题的根源!

分配小内存对象时，您可能会取回字符串类之前使用的小内存对象之一，该对象包含非空字符，导致打印字符看起来好像是第一个空字节的长度成立。当分配更大的 block 时，您似乎会取回仍然包含空字符的“新鲜”内存，使情况看起来好像一切正​​常。

基本上有两种方法可以解决这个问题:

1. 在从 c_str() 返回一个 char const* 之前添加一个空终止符。如果您现在不关心多线程，这可以在 c_str() 函数中完成。在多线程重要的上下文中，在 const 成员函数中进行任何更改可能不是一个好主意，因为这会引入数据竞争。因此，C++ 标准字符串类在其中一个变异操作中添加了空终止符。
2. 根本不支持 c_str() 函数，而是为您的字符串类实现一个输出运算符。这样，就不需要空终止。