std::stringとリスト初期化の小さな罠

C++標準ライブラリの文字列型std::stringと、リスト初期化(list initialization)の組み合わせによる落とし穴。

2個の文字列リテラルによるstd::stringのリスト初期化は、ほとんどのC++処理系においてコンパイル時には問題検知されないが*1、実行時に未定義動作(undefined behavior)を引き起こす。

#include <string>

std::string s1 = { "abc" };  // OK: s1 == "abc"
std::string s2 = { "abc", "xyz" };  // NG: 未定義動作

std::stringの厳密な型はstd::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<charT>>となる。簡単のためstd::allocator<charT>>を単にAと略記する。

s1 ではコンストラクタbasic_string(const char*, const A& = A())が選択される。第1引数に渡されるポインタ値は有効なヌル終端文字列を指すためwell-defined。
s2 では文字列リテラルからポインタ型const char*へ暗黙変換され(2.14.5/p8, 4.2/p1)、テンプレートコンストラクタ template<class II> basic_string(II begin, II end, const A& = A())が選択される(II=const char*)。第1, 2引数に渡されるポインタ値の比較演算は未規定(unspecified)であり(5.9/p2)*2、半開区間 [begin, end) は有効な区間となる保証がない。これは標準ライブラリ要件に違反するため、プログラムは未定義動作を引き起こす。

C++11 2.14.5/p12, 21.4.2/p14-15, 23.2.3/p3より一部引用。

Whether all string literals are distinct (that is, are stored in nonoverlapping objects) is implementation-defined. (snip)

template<class InputIterator>
  basic_string(InputIterator begin, InputIterator end,
               const Allocator& a = Allocator());
Effects: If InputIterator is an integral type, equivalent to basic_string(static_cast<size_type>(begin), static_cast<value_type>(end), a)
Otherwise constructs a string from the values in the range [begin, end), as indicated in the Sequence Requirements table (see 23.2.3).

In Tables 100 and 101, X denotes a sequence container class, (snip), i and j denote iterators satisfying input iterator requirements and refer to elements implicitly convertible to value_type, [i, j) denotes a valid range, (snip)

yohhoyの日記

技術的メモをしていきたい日記

std::stringとリスト初期化の小さな罠