c++ - 为什么在分配给 const std::string 时复制字符串文字？

Question

根据 cppreference.com ，当 const std::string 从输入 const char* 构造时(例如 const std::string("some literal");)，C 字符串的拷贝 存储在 std::string 中。

我正在尝试了解在输入 C 字符串是字符串文字的情况下是否(以及为什么)特别需要拷贝。我认为 std::string 可以简单地引用字符串文字而不是创建拷贝，这样下面的代码只会创建一次 "some literal"。

std::string str1("some literal");
std::string str2("some literal");

当然，对不是字符串文字的 C 字符串执行复制是明智的，因为它允许 std::string 管理它引用的数据的生命周期。但是，这对于字符串文字来说不是问题，因为它们在程序的整个生命周期内都存在。

此外，由于我们讨论的是 const 字符串，我们不必担心底层数据在程序中被更改并破坏 std::string 的值语义嗯，至少只要不使用 const_cast，但是使用 const_cast 无论如何都是自找麻烦，所以我不太担心这种情况。

那么，编译器是否有任何理由无法优化这种情况，使 const std::string 引用 const char* 而不是创建拷贝？或者，如果 cppreference 链接不正确，并且此优化实际上由某些编译器实现，哪些编译器支持此？

为了这个问题，我们假设字符串文字足够长，小字符串优化不会成为一个因素。

Answer 1

在您的示例中，std::string 只是接收一个指针，它无法知道该指针实际指向的内存类型。

指针被声明为指向 const 数据的事实无关紧要。指向非常量数据的指针可以分配给指向常量数据的指针(创建对其他可写数据的只读访问)。

std::string 根本无法知道给定的指针指向字符串文字。指针可以很容易地指向调用堆栈上的数组，或指向使用 new 分配的内存块，或指向外部库拥有的内存。

窄字符串文字没有什么特别之处，它不是 std::string 可以调整其行为的某种魔法类型。它只是一个普通的 const char[]，其内存由编译器/链接器设置。它衰减为 const char *。

所以 std::string 在缺乏原始信息的情况下做了它能做的唯一理智和安全的事情——复制数据。

这也使实现变得简单 - std::string 始终拥有它持有的数据。

如果你想要一个不拥有数据的类似字符串的容器，只需指向它，然后查看 C++17 的 std::string_view , 或 boost::string view对于早期的编译器。