关于string::size()、length()以及find()系函数使用上的注意事项

在实现KMP算法时,由于未注意到string::length()返回无符号整形,导致-1<3的比较结果为假。经调整变量类型及优化代码结构后,问题得以解决。本文详细记录了这一过程,并提醒开发者注意size()和find()等函数返回值的类型。

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不行这个问题我一定要记下来!

能让我产生这个想法的,是上个礼拜在手敲KMP的时候,因为我把模式串的首元素标为-1,于是我的代码在KMP循环的时候总会诡异地再跑完整个字符串前跳出,经过不断地检查,我发现代码执行的时候出现了这个诡异的bug:

-1 < 3 = 0

???-1<3结果为假?难道我的电脑有它自己的想法?

当时我的判断是这么写的:

if (j < str.length())

后来身后地大佬建议我写成这样:

int len = str.length();
if (j < len)

然后奇迹般地好了……好了……了……

后来查阅了C++ Reference后,发现 string::length() 返回的是一个无符号整形,于是这个问题也就解开了。

int a = -1;
unsigned int b = 3;
cout<<(a<b)<<endl; # false!

经过推测,大概是编译器会在比较前,将带负数的 int 强制转换为 unsigned int ,后果不言而喻。

此外,继续浏览后发现,size()find() 系的函数返回的都是无符号整形,这点在今后也要格外注意,不然又要挠破头皮了。

### 关于 `size_t` 和 `string::npos` #### 定义与用途 `size_t` 是一种无符号整数类型,通常用于表示内存大小或数组索引。它是由 C++ 标准库定义的一种数据类型,在头文件 `<cstddef>` 或 `<cstdlib>` 中声明[^1]。由于其无符号特性,`size_t` 的值始终大于等于零,这使其非常适合用来存储对象的大小或计数值。 在标准模板库(STL)中,许多函数返回 `size_t` 类型的结果,例如字符串操作中的长度计算方法 `std::string::length()` 或者容器类的操作如 `std::vector::size()` 都会返回该类型的值[^2]。 以下是展示如何使用 `size_t` 来获取并打印字符串长度的一个简单例子: ```cpp #include <iostream> #include <string> int main() { std::string str = "Hello, world!"; size_t length = str.length(); // 使用 size_t 获取字符串长度 std::cout << "The length of the string is: " << length << std::endl; return 0; } ``` #### `string::npos` `string::npos` 是一个常量,由 STL 提供,代表的是最大可能的 `size_t` 值。当某些查找操作未找到目标子串时,它们将返回这个特殊值来表明失败的情况[^3]。具体来说,像 `std::string::find`, `std::string::rfind`, 等成员函数如果找不到匹配项,则会返回 `string::npos`. 下面是一个利用 `string::npos` 判断是否找到了特定字符的例子: ```cpp #include <iostream> #include <string> int main(){ std::string text = "This is an example."; size_t pos = text.find('z'); if(pos != std::string::npos){ std::cout << "'z' was found at index: " << pos << std::endl; } else{ std::cout << "'z' not found." << std::endl; } return 0; } ``` 在这个程序里,我们尝试寻找字母 'z', 如果不存在的话就会输出相应的提示信息。 --- ###
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