C++標準ライブラリ文字列クラステンプレーstd::basic_stringのメンバ関数c_str, dataおよびoperator[]の仕様ついてメモ。
basic_string の data と c_str の挙動の変更
http://d.hatena.ne.jp/melpon/20111213/1323705670
C++03 では c_str メンバ関数の返す文字列は null 終端されていることが保証されていましたが、data メンバ関数が返す値は null 終端されている保証はありませんでした。
C++11 では、c_str も data も同じ仕様になり、両方とも null 終端されていることが保証されるようになりました。
また、C++03 では c_str, data の計算量を規定していませんでしたが、C++11 では定数時間であることが保証されることになりました。
比較表
| C++03 | C++11 | |
|---|---|---|
s.c_str() |
ヌル終端文字列{'a', 'b', '\0'}を指すポインタ |
ヌル終端文字列{'a', 'b', '\0'}を指すポインタ |
e.c_str() |
ヌル終端文字列{'\0'}を指すポインタ |
ヌル終端文字列{'\0'}を指すポインタ |
s.data() |
データ領域{'a', 'b'}を指すポインタ（ヌル終端文字 '\0'を含まない*1） |
ヌル終端文字列{'a', 'b', '\0'}を指すポインタ（ s.c_str()と同一） |
e.data() |
データ領域{'\0'}を指すポインタ |
ヌル終端文字列{'\0'}を指すポインタ（ e.c_str()と同一） |
s[0] |
値'a'をもつ領域への参照 |
値'a'をもつ領域への参照 |
s[2] |
未定義動作 | 値'\0'をもつ領域への参照ただし s[2]='c';は未定義動作 |
cs[0] |
値'a' |
値'a' |
cs[2] |
値'\0' |
値'\0' |
c_str/data呼出 |
同文字列オブジェクト中の要素を指す参照／ポインタ／イテレータを無効化する可能性がある | 無効化しない |
表中のsは"ab"に対応する文字列オブジェクトを、eは空文字列オブジェクト(e.size() == 0)を表し、csはsに対応するconstオブジェクトとする。
C++03
C++03 21.3/p5, 21.3.4/p1, 21.3.6/p1-4より一部引用。
5 References, pointers, and iterators referring to the elements of a
basic_stringsequence may be invalidated by the following uses of thatbasic_stringobject:
- Calling
data()andc_str()member functions.- Calling non-const member functions, except
operator[](), at(), begin(), rbegin(), end(), andrend().
const_reference operator(size_type pos) const;
reference operator(size_type pos);
1 Returns: Ifpos < size(), returns*(begin() + pos). Otherwise, ifpos == size(), the const version returnscharT(). Otherwise, the behavior is undefined.
const charT* c_str() const;
1 Returns: A pointer to the initial element of an array of lengthsize() + 1whose firstsize()elements equal the corresponding elements of the string controlled by*thisand whose last element is a null character specified bycharT().
2 Requires: The program shall not alter any of the values stored in the array. Nor shall the program treat the returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non-const member function of the classbasic_stringthat designates the same object asthis.const charT* data() const;
3 Returns: Ifsize()is nonzero, the member returns a pointer to the initial element of an array whose firstsize()elements equal the corresponding elements of the string controlled by*this. Ifsize()is zero, the member returns a non-null pointer that is copyable and can have zero added to it.
4 Requires: The program shall not alter any of the values stored in the character array. Nor shall the program treat the returned value as a valid pointer value after any subsequent call to a non-const member function ofbasic_stringthat designates the same object asthis.
C++11
N3337 21.4.1/p6, 21.4.5/p1-4, 21.4.7.1/p1-3より一部引用。
6 References, pointers, and iterators referring to the elements of a
basic_stringsequence may be invalidated by the following uses of thatbasic_stringobject:
- Calling non-const member functions, except
operator[], at, front, back, begin, rbegin, end, andrend.
const_reference operator(size_type pos) const;
reference operator(size_type pos);
1 Requires:pos <= size().
2 Returns:*(begin() + pos)ifpos < size(). Otherwise, returns a reference to an object of typecharTwith valuecharT(), where modifying the object leads to undefined behavior.
3 Throws: Nothing.
4 Complexity: constant time.
const charT* c_str() const noexcept;
const charT* data() const noexcept;
1 Returns: A pointerpsuch thatp + i == &operator[](i)for eachiin[0,size()].
2 Complexity: constant time.
3 Requires: The program shall not alter any of the values stored in the character array.
C++11におけるstd::basic_string内部の文字列表現は、連続したメモリ領域に配置されることが保証される*2。
関連URL
