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在 C++11 中，a 的字符std::string必须连续存储，如第 21.4.1/5 节指出的那样：

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，标识 &*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n 应适用于所有 n 值，使得 0 <= n < s.size ()。

然而，这里是第 21.4.7.1 节如何列出两个函数来检索指向底层存储的指针（强调我的）：

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) 对于 [0,size()] 中的每个 i。
2 复杂性：恒定的时间。
3 要求：程序不得更改存储在字符数组中的任何值。

对于第 3 点，我能想到的一种可能性是指针可能会因对象的以下用途而失效（第 21.4.1/6 节）：

  • 作为任何标准库函数的参数，将非常量 basic_string 的引用作为参数。
  • 调用非 const 成员函数，除了 operator[]、at、front、back、begin、rbegin、end 和 rend。

即便如此，迭代器可能会失效，但我们仍然可以修改它们，直到它们失效。我们仍然可以使用指针，直到它也无法从缓冲区中读取。

为什么我们不能直接写入这个缓冲区？是不是因为它会使类处于不一致的状态，例如，end()不会用新的结尾来更新？如果是这样，为什么允许直接写入类似的缓冲区std::vector？

用例包括能够将 a 的缓冲区传递std::string给 C 接口以检索字符串，而不是传入 avector<char>并使用迭代器初始化字符串：

std::string text;
text.resize(GetTextLength());
GetText(text.data());
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为什么我们不能直接写入这个缓冲区？

我将说明明显的一点：因为它是const. 抛弃一个const值然后修改该数据是……粗鲁的。

现在，为什么会这样const？这可以追溯到写时复制被认为是一个好主意的时代，因此std::basic_string必须允许实现来支持它。获得一个指向字符串的不可变指针（例如，用于传递给 C-API）而不会产生副本开销是非常有用的。所以c_str需要返回一个const指针。

至于为什么还在 const？嗯......这在标准中出现了一个奇怪的东西：空终止符。

这是合法的代码：

std::string stupid;
const char *pointless = stupid.c_str();

pointless必须是一个以 NUL 结尾的字符串。具体来说，它必须是指向 NUL 字符的指针。那么 NUL 字符是从哪里来的呢？实现有几种方法std::string可以让它工作：

  1. 使用小字符串优化，这是一种常用技术。在此方案中，每个std::string实现都有一个内部缓冲区，可用于单个 NUL 字符。
  2. 返回指向静态内存的指针，其中包含 NUL 字符。因此，如果它是一个空字符串，每个std::string实现都将返回相同的指针。

不应强迫每个人都实施 SSO。所以标准委员会需要一种方法来保持#2 的存在。其中一部分是给你一个const来自c_str(). 而且由于这个内存可能是真实的 const，而不是假的“请不要修改这个内存const”，给你一个指向它的可变指针是一个坏主意。

当然，你仍然可以通过do获得这样的指针&str[0]，但是标准非常明确，修改NUL终止符是一个坏主意。

现在，话虽如此，修改指针和其中的字符数组是完全有效的。&str[0]只要您保持在半开范围 [0, str.size()) 内。你只是不能通过dataor返回的指针来做到这一点c_str。是的，即使标准实际上要求 str.c_str() == &str[0]是真实的。

这对你来说是标准的。

于 2013-01-12T07:14:32.810 回答