检查 std::string.c_str() 的返回值

Question

在 C++ Primer 第五版中，它说：

c_str 返回的数组不保证无限期有效。

于是我做了一个测试：

//  c_str exploration
std::string strTest = "This is a test";
const char* s1 = strTest.c_str();
strTest = "This is b test";
std::cout << s1 << std::endl;

由于 s1 是一个指针，因此它肯定会显示新值。但是，当我将值更改为不同长度的字符串时，它通常会显示一些垃圾：

//  c_str exploration
std::string strTest = "This is a test";
const char* s1 = strTest.c_str();
strTest = "This is b testsssssssssssssssssssssssssss";
std::cout << s1 << std::endl;

我认为这是因为返回的 C String 已经固定了结束空字符的位置，所以当长度改变时，它会使所有内容无效。令我惊讶的是，有时即使我将字符串更改为新长度，它仍然有效：

//  c_str exploration
std::string strTest = "This is a test";
const char* s1 = strTest.c_str();
strTest = "This is b tests";     // Note the extra s at the end
std::cout << s1 << std::endl;

第二个问题：

我也不确定为什么std::cout << s1打印内容而不是 C 字符串的地址。虽然以下代码按我的预期打印了整数的地址：

int dim = 42;
int* pdim = &dim;
std::cout << pdim << std::endl;

正如预期的那样，打印出字符“T”：

std::cout << *s1 << std::endl;

我的假设是 std::cout 会自动转换，但请更多地讲授我这一点。

Answer 1

第一个问题

std::c_str()如果字符串未被修改，则返回的指针保持有效。来自cppreference.com：

通过以下方式获得的指针c_str()可能会失效：

• 将对字符串的非常量引用传递给任何标准库函数，或者
• 对字符串调用非常量成员函数，不包括operator[]、at()、front()、back()、begin()、rbegin()和end()。rend()

在您发布的代码中，

std::string strTest = "This is a test";
const char* s1 = strTest.c_str();
strTest = "This is b tests";  // This line makes the pointer invalid.

然后使用指针访问字符串是未定义的行为。

std::cout << s1 << std::endl; // Undefined behavior.

之后，尝试理解代码的作用是毫无意义的。

第二个问题

标准库提供了 之间的运算符重载函数std::ostream，char const*因此可以以合理的方式打印 C 样式字符串。当您使用：

std::cout << "Hello, World.";

您希望看到Hello, World.的是输出，而不是指向该字符串的指针的值。

由于超出本答案范围的原因，该函数重载被实现为非成员函数。

template< class CharT, class Traits >
basic_ostream<CharT,Traits>& operator<<( basic_ostream<CharT,Traits>& os, 
                                         const CharT* s );

替换所有与模板相关的标记后，该行将转换为：

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const char* s );

您可以在cppreference.com上查看非成员重载函数的列表。