"" + number 的行为是什么以及为什么 c++ 编译它？

Question

在下面的代码中，我成功地编译了它，但我不明白为什么对于某些数字值程序崩溃而对于其他值却没有。有人可以解释添加 long int 和编译器使用的 char* 的行为吗？

#include <iostream>

int main()
{
    long int number=255;
    std::cout<< "Value 1 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
    number=15155;
    std::cout<< "Value 2 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

测试结果：

Value 1 : >                                                                            
Value 2 : Segmentation fault

注意：我不是在寻找有关如何添加带数字的字符串的解决方案。

Answer 1

指针运算是罪魁祸首。

const char* 被 operator<< 接受，但在您的示例中不会指向有效的内存地址。

如果您打开 -Wall，您将看到一个编译器警告：

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:6:59: warning: array subscript 255 is outside array bounds of 'const char [1]' [-Warray-bounds]
    6 |     std::cout<< "Value 1 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
      |                                                           ^
main.cpp:8:59: warning: array subscript 15155 is outside array bounds of 'const char [1]' [-Warray-bounds]
    8 |     std::cout<< "Value 2 : " << std::flush << ("" + number) << std::flush << std::endl;
      |                                                           ^
Value 1 :  q

Live Demo

Answer 2

在 C++ 中，"" 是一个 const char[1] 数组，它衰减为指向数组第一个元素的 const char* 指针 (在这种情况下，字符串文字的 '[=16=]' nul 终止符）。

将整数与指针相加执行指针运算，这会将指针中的内存地址增加指定数量的指针声明为的类型的元素（在这种情况下，char).

因此，在您的示例中，... << ("" + number) << ... 等同于 ... << &""[number] << ...，或者更一般地说：

const char *ptr = &""[0];
ptr = reinterpret_cast<const char*>(
    reinterpret_cast<const uintptr_t>(ptr)
    + (number * sizeof(char))
);
... << ptr << ...

这意味着当 number 是 0 以外的任何值时，您将超出数组的范围，因此您的代码具有 未定义的行为 并且当operator<< 尝试取消引用您提供的无效指针。

与许多脚本语言不同，("" + number) 不是在 C++ 中将整数转换为字符串的正确方法。需要使用显式转换函数来代替，比如std::to_string()，eg:

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    long int number = 255;
    std::cout << "Value 1 : " << std::flush << std::to_string(number) << std::flush << std::endl;
    number = 15155;
    std::cout << "Value 2 : " << std::flush << std::to_string(number) << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

或者，您可以简单地让 std::ostream::operator<< 为您处理该转换，例如：

#include <iostream>

int main()
{
    long int number = 255;
    std::cout<< "Value 1 : " << std::flush << number << std::flush << std::endl;
    number = 15155;
    std::cout<< "Value 2 : " << std::flush << number << std::flush << std::endl;
    return 0;
}

"" + number 的行为是什么以及为什么 c++ 编译它？

What's the behaviour of "" + number and why c++ compile it?

c++

segmentation-fault