C++ ostringstream 奇怪的行为

C++ ostringstream strange behavior

我最近在使用 C++ 代码时遇到了一个非常奇怪的问题。 我在极简主义的例子中重现了这个案例。 我们有一个鸡蛋 class:

class Egg
{
private:
    const char* name;
public:
    Egg() {};
    Egg(const char* name) {
        this->name=name;
    }
    const char* getName() {
        return name;
    }
};

我们还有一个篮子class用来装鸡蛋

const int size = 15;
class Basket
{
private:
    int currentSize=0;
    Egg* eggs;
public:
    Basket(){
        eggs=new Egg[size];
    }
    void addEgg(Egg e){
        eggs[currentSize]=e;
        currentSize++;
    }
    void printEggs(){
        for(int i=0; i<currentSize; i++)
        {
            cout<<eggs[i].getName()<<endl;
        }
    }
    ~Basket(){
        delete[] eggs;
    }
};

所以这是按预期工作的示例。

 Basket basket;
 Egg egg1("Egg1");
 Egg egg2("Egg2");

 basket.addEgg(egg1);
 basket.addEgg(egg2);
 basket.printEggs();
 //Output: Egg1 Egg2

这是预期的结果,但是如果我想根据某个循环变量添加 N 个带有生成名称的鸡蛋,我会遇到以下问题。

 Basket basket;
 for(int i = 0; i<2; i++) {
    ostringstream os;
    os<<"Egg"<<i;
    Egg egg(os.str().c_str());
    basket.addEgg(egg);
 }
 basket.printEggs();
 //Output: Egg1 Egg1

如果我将循环条件更改为 i<5,我会得到 "Egg4 Egg4 Egg4 Egg4 Egg4"。它将最后添加的Egg保存在动态Egg数组的所有索引中。

在 google 中搜索后,我发现给 Egg 中的 char* 名称变量一个固定大小并在构造函数中使用 strcpy 解决了这个问题。

这是"fixed"彩蛋class。

class Egg
{
private:
     char name[50];
public:
    Egg(){};
    Egg(const char* name)
    {
        strcpy(this->name, name);
    }
    const char* getName()
    {
        return name;
    }
};

现在的问题是为什么?

提前致谢。

Here 是整个代码的 link。

在第一种情况下,您复制 指向字符串的指针。

在第二种情况下,使用 strcpy(),您实际上 深度复制 字符串。


好吧,我没有啰嗦,让我澄清一下。在第一种情况下,您复制指针,它指向用 ostringstream 创建的字符串。当超出范围时会发生什么?

未定义的行为!

让我们仔细看看这个表达式: os.str().c_str().

函数str returns一个字符串按值,并以这种方式使用它使返回的字符串成为临时 生命周期仅到表达式结束的对象。一旦表达式结束,字符串对象将被破坏并且不再存在。

你传递给构造函数的指针是指向临时字符串对象内部字符串的指针。一旦字符串对象被破坏,指针就不再有效,使用它会导致未定义的行为

简单的解决方案当然是在您想使用字符串时使用 std::string。更复杂的解决方案是使用数组并在字符串消失之前复制 contents(就像你在 "fixed" Egg class).但是要注意 "fixed" 使用固定大小数组的解决方案容易出现缓冲区溢出。

os.str() 是类型 std::string 匿名临时 ,访问 .c_str() 指向的内存时的行为,一旦匿名临时超出范围(在语句末尾),是 undefined。您的第二个案例有效,因为 strcpy(this->name, name); 在临时文件超出范围之前获取了 .c_str() 指向的数据的副本。但是代码仍然很脆弱:固定大小的字符缓冲区很容易被溢出。 (一个简单的修复方法是使用 strncpy)。

但要正确修复,请利用 C++ 标准库:使用 std::string 作为 name 的类型,const std::string& 作为 [=19= 的 return 类型],还有一个 容器,比如 std::list<Egg>,用来把鸡蛋放在篮子里。

您不在 Egg 构造函数中复制字符串,只是一个指针,即字符串的起始地址。

你的 ostrings 的所有实例一次又一次地在同一个地方分配它们的缓冲区。碰巧缓冲区在构造 for 循环和输出打印 for 循环之间没有被覆盖。

这就是为什么最终所有 Eggname 指针都指向同一个地方,而那个地方包含最后的名字。