C++ string 是否以‘\0’结尾 讨论

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之前在某篇文章中看到，C语言字符串是以’\0’结尾的，但是C++string类型的字符串并不是以’\0’结尾。话不多说，直接放代码（Cygwin64环境g++编译器）：

string b("abc");
cout << b.capacity() << endl;
cout << b.size() << endl;if(b[3] == '\0')
cout << "yes" << endl;
else
cout << "no" << endl;

运行结果：

3
3
yes

可以看到，字符串b大小和容量都是3，但是却可以使用b[3]越界访问，并且字符串的结尾就是’\0’。此刻，我心里想"abc"是C语言风格的字符串给b构造，肯定会把"abc"后面影藏的’\0’给构造进去。至于size和capacity是3，是因为这些方法进行了结尾处理，不计算最后一个’\0’，所以都是3。

然后我再试了如下代码：

string a("abcd",3);
cout << a.capacity() << endl;
cout << a.size() << endl;if(a[3] == '\0')
cout << "yes" << endl;
else
cout << "no" << endl;

结果跟上面一模一样。此刻我又想，构造函数会在末尾自动添加一个’\0’，并且size和capacity函数都不计算’\0’的。

所以此刻，我肯定是矛盾的。因为最开始说string字符串是不以’\0’结尾的，但是测试下来，确实是以’\0’结尾的。

经过一番查找，得出：

std::string：标准中未规定需要\0作为字符串结尾。编译器在实现时既可以在结尾加\0，也可以不加。（因编译器不同）

但是，当通过c_str()或data()（二者在 C++11 及以后是等价的）来把std::string转换为const char
*时，会发现最后一个字符是\0。但是C++11，string字符串都是以’\0’结尾。

最后说一下，为什么C语言风格的字符串要以’\0’结尾，C++可以不要：

c语言用char*指针作为字符串时，在读取字符串时需要一个特殊字符0来标记指针的结束位置，也就是通常认为的字符串结束标记。

而c++语言则是面向对象的，长度信息直接被存储在了对象的成员中，读取字符串可以直接根据这个长度来读取，所以就没必要需要结束标记了。而且结束标记也不利于读取字符串中夹杂0字符的字符串。

进一步来看string字符串，代码如下：

string a("abcd",3);
printf("%p\n",&a);
printf("%p\n",&a[0]);
a[1] = 'X';
cout << a << endl;
printf("%p\n",&a);
printf("%p\n",&a[0]);string b("abc");
printf("%p\n",&b);
printf("%p\n",&b[0]);

运行结果：

0xffffcbe0
0x6000003e8
aXc
0xffffcbe0
0x6000003e8
0xffffcbd8
0x600000418

由0xffffcbe0、0xffffcbd8可以看出，a，b类似于指针，他们所指的对象地址分别在0x6000003e8，0x600000418。所以a，b是栈变量，而所指的对象非栈变量。假设是文字常量，那么第四行执行会段错误，显然没有，排除。那么就是堆变量，地址也是向下增加的，符合要求。所以，string在构造函数的时候，会在堆上开辟一块内存存放字符串，并且指向这块字符串。