const char* 的奇怪 std::cout 行为

我有一个方法返回一个字符串以显示为错误消息。根据程序中发生此错误的位置，我可能会在显示错误消息之前添加更多解释。

string errorMessage() {
    return "this is an error";
}

// somewhere in the program...
const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();
cout << message << endl;

（我将消息存储为 const char* 因为我实际上会将此错误提供给另一个接受 const char* 参数的方法）

此时它输出垃圾（控制台上无法打印的字符）。

所以我玩了一下，发现如果我这样做：

// somewhere in the program...
const char* message = ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str();
cout << ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str() << endl << message << endl;

然后它会正确显示该消息两次。

为什么提供额外的参数cout使它按我的预期工作？

("Some extra info \n" + errorMessage()) is a 暂时的 std::string。这意味着，语句完成后，它的生命周期就结束了。

cout << ("Some extra info \n" + errorMessage()).c_str() << endl

有效，因为此时std::cout使用std::string它的生命周期还没有结束。这

<< message

不过，部分是未定义的行为。纯粹是运气好，它能起作用。

要解决该问题，您需要扩展std::string的一生与const std::string&或者，从 C++11 开始，std::string&&:

const std::string&  str_const_ref = "Some extra info \n" + errorMessage();
std::string&& str_rvalue = "Some extra info \n" + errorMessage();

现在您可以根据需要对它们进行操作。

另一种方法是

std::string str = "Some extra info \n" + errorMessage();

但是，如果编译器不执行某些操作返回值优化 https://stackoverflow.com/questions/12953127/what-are-copy-elision-and-return-value-optimization，这将导致一个构造函数and复制构造函数 (very bad）或移动构造函数（>= C++11，更好，但不必要）被执行。

BTW, this exact issue is even covered in "The C++ Programming Language" 4^th Edition!

在第 10.3.4 节“临时对象”中，Stroustrup 先生写道：

标准库字符串有一个成员c_str()(§36.3) 返回一个指向以零结尾的字符数组的 C 风格指针 （第 2.2.5 条、第 43.4 条）。另外，运营商+被定义为字符串 级联。这些对于字符串来说是有用的工具。然而，在 它们的组合可能会导致难以理解的问题。例如：

void f(string& s1, string& s2, string& s3) {
    const char* cs = (s1+s2).c_str();
    cout << cs;
    if (strlen(cs=(s2+s3).c_str())<8 && cs[0]=='a') {
        // cs used here
    }
}

[...] 创建一个临时字符串对象来保存s1+s2。接下来是一个指针 从该对象中提取 C 风格的字符串。然后——最后 表达式 – 临时对象被删除。然而，C- 返回的样式字符串c_str()被分配为临时的一部分 物体持有s1+s2，并且不能保证存储在之后存在 那个临时的被破坏了。最后，cs释放的点数 贮存。输出操作cout<<cs可能会按预期工作，但是 那纯粹是运气。编译器可以检测并警告 这个问题有很多变体。 问题与if- 声明有点微妙。这 条件将按预期工作，因为其中的完整表达式 临时持有s2+s3被创造就是条件本身。 但是，该临时对象会在受控语句之前被销毁 输入，所以任何使用cs不能保证工作。

因此，不必担心您的 C++ 技能。甚至 C++ 圣经也解释了这一点。 ;-)