string中c_str()、data()、copy(p,n)函数的用法

本文详细介绍了C++标准库中的string类提供的三种方法用于将string转换为C风格的字符数组:c_str()、data()及copy(p,n)。通过实例演示了如何使用这些方法,并强调了注意事项,例如c_str()返回的数组在string发生变化时会失效,以及copy方法可能存在的安全风险。

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转自:http://www.cnblogs.com/qlwy/archive/2012/03/25/2416937.html


标准库的string类提供了3个成员函数来从一个string得到c类型的字符数组:c_str()、data()、copy(p,n)。

1. c_str():生成一个const char*指针,指向以空字符终止的数组。

注:

①这个数组的数据是临时的,当有一个改变这些数据的成员函数被调用后,其中的数据就会失效。因此要么现用先转换,要么把它的数据复制到用户自己可以管理的内存中。注意。看下例:

const char* c;
string s="1234";
c = s.c_str(); 
cout<<c<<endl; //输出:1234
s="abcd";
cout<<c<<endl; //输出:abcd

上面如果继续用c指针的话,导致的错误将是不可想象的。就如:1234变为abcd

其实上面的c = s.c_str(); 不是一个好习惯。既然c指针指向的内容容易失效,我们就应该按照上面的方法,那怎么把数据复制出来呢?这就要用到strcpy等函数(推荐)。

//const char* c; //①
//char* c;       //②
//char c[20]; 
char* c=new char[20];
string s="1234";
//c = s.c_str(); 
strcpy(c,s.c_str());
cout<<c<<endl; //输出:1234
s="abcd";
cout<<c<<endl; //输出:1234

注意:不能再像上面一样①所示了,const还怎么向里面写入值啊;也不能②所示,使用了未初始化的局部变量“c”,运行会出错的 。

② c_str()返回一个客户程序可读不可改的指向字符数组的指针,不需要手动释放或删除这个指针。

2. data():与c_str()类似,但是返回的数组不以空字符终止。

3.copy(p,n,size_type _Off = 0):从string类型对象中至多复制n个字符到字符指针p指向的空间中。默认从首字符开始,但是也可以指定,开始的位置(记住从0开始)。返回真正从对象中复制的字符。------ 用户要确保p指向的空间足够保存n个字符

// basic_string_copy.cpp
// compile with: /EHsc /W3
#include <string>
#include <iostream>
 
int main( )
{
    using namespace std;
    string str1 ( "1234567890" );
    basic_string <char>::iterator str_Iter;
    char array1 [ 20 ] = { 0 };
    char array2 [ 10 ] = { 0 };
    basic_string <char>:: pointer array1Ptr = array1;
    basic_string <char>:: value_type *array2Ptr = array2;
 
    cout << "The original string str1 is: ";
    for ( str_Iter = str1.begin( ); str_Iter != str1.end( ); str_Iter++ )
        cout << *str_Iter;
    cout << endl;
 
    basic_string <char>:: size_type nArray1;
    // Note: string::copy is potentially unsafe, consider
    // using string::_Copy_s instead.
    nArray1 = str1.copy ( array1Ptr , 12 );  // C4996
    cout << "The number of copied characters in array1 is: "
        << nArray1 << endl;
    cout << "The copied characters array1 is: " << array1Ptr << endl;
 
    basic_string <char>:: size_type nArray2;
    // Note: string::copy is potentially unsafe, consider
    // using string::_Copy_s instead.
    nArray2 = str1.copy ( array2Ptr , 5 , 6  );  // C4996
    cout << "The number of copied characters in array2 is: "
        << nArray2 << endl;
    cout << "The copied characters array2 is: " << array2Ptr << endl;
     
    ////注意一定要使array3有足够的空间
    //char array3[5]={0};
    //basic_string<char>::pointer array3Ptr=array3;
    //basic_string<char>::size_type nArray3;
    //nArray3 = str1.copy(array3,9); //错误!!!!
    //cout<<"The number of copied characters in array3 is: "
    //  <<nArray3<<endl;
    //cout<<"The copied characters array3 is: "<<array3Ptr<<endl;
}




<think>好的,我需要解释一下`c_str()`函数的作用。首先,用户可能知道`std::string`是C++中的字符串类,但可能不太清楚为什么需要`c_str()`这个方法。用户可能在处理需要C风格字符串的函数或库时遇到了问题,比如使用某些C语言API或者与需要`const char*`参数的函数交互。这时候,`c_str()`就派上用场了。 接下来,我需要确保自己正确理解`c_str()`的功能。它的主要作用是将`std::string`对象的内容转换为一个以空字符('\0')结尾的C风格字符串,即返回一个指向字符数组的指针。这个指针指向的是字符串内部的数据,所以必须注意不要修改这个指针指向的内容,因为`std::string`可能管理其内存,修改可能导致未定义行为。 然后,用户可能想知道为什么不能直接使用`std::string`的数据指针,比如通过`data()`方法。这里需要区分`c_str()`和`data()`的不同之处。在C++11之前,`data()`返回的指针可能不是以空字符结尾的,而`c_str()`始终保证返回的是以空终止的字符串。虽然C++11之后`data()`也保证了空终止,但为了兼容性和明确性,使用`c_str()`更为安全。 另外,用户可能关心何时需要使用`c_str()`。常见的例子包括使用C标准库函数如`printf`、文件操作函数如`fopen`,或者与需要`const char*`参数的第三方库交互时。例如,当调用`fopen(filename.c_str(), "r")`时,必须将`std::string`转换为C风格的字符串。 还需要注意一些潜在的问题。例如,返回的指针在`std::string`对象被修改或销毁后可能失效,因此在使用`c_str()`返回的指针时,必须确保原字符串对象在其作用域内有效。此外,修改通过`c_str()`获得的指针指向的内容是未定义行为,因为`std::string`可能拥有该内存的所有权。 可能用户还会问到`c_str()`与`operator[]`的关系。例如,是否可以通过`c_str()[i]`来访问字符?是的,但同样需要注意有效性,并且不能修改字符(因为返回的是`const char*`)。 此外,用户可能对性能有疑问。`c_str()`的时间复杂度是常数时间,因为它只是返回内部缓冲区的指针,不需要复制数据,所以非常高效。 最后,可能需要举几个例子来具体说明`c_str()`的使用场景和注意事项,帮助用户更好地理解。例如,在调用需要C字符串的函数时如何正确使用,以及如何处理可能出现的生命周期问题。</think>在C++中,`c_str()`是`std::string`类的一个成员函数,它的作用是将C++标准字符串(`std::string`)转换为**C语言风格的空终止字符串**(即以`'\0'`结尾的`const char*`指针)。以下是详细说明: --- ### 核心作用 ```cpp const char* c_str() const noexcept; ``` 1. **返回形式**:返回指向字符串内部字符数组的**常量指针**(`const char*`) 2. **保证空终止**:确保返回的字符数组末尾包含`'\0'`(C字符串的必要特征) 3. **数据共享**:返回的指针指向`std::string`管理的原始内存,**不复制数据** --- ### 典型使用场景 #### 场景1:调用C语言接口 ```cpp std::string filename = "data.txt"; FILE* fp = fopen(filename.c_str(), "r"); // C文件操作需要const char* ``` #### 场景2:与需要C字符串的库交互 ```cpp std::string msg = "Hello World"; printf("%s\n", msg.c_str()); // 输出到控制台 ``` #### 场景3:构造其他字符串类型 ```cpp std::string s = "Qt"; QString qstr = QString::fromUtf8(s.c_str()); // 转换为Qt字符串 ``` --- ### 关键注意事项 1. **生命周期风险**: ```cpp const char* dangerous() { std::string tmp = "temporary"; return tmp.c_str(); // 错误!tmp销毁后指针失效 } ``` - 返回的指针仅在原`std::string`对象存活时有效 - 对象被修改或销毁后,指针变为悬垂指针 2. **不可修改性**: ```cpp std::string s = "immutable"; const char* p = s.c_str(); p[0] = 'A'; // 未定义行为!内存只读 ``` 3. **与data()的区别**: | 方法 | C++11前 | C++11及之后 | |------------|---------------------|---------------------| | `c_str()` | 保证空终止 | 保证空终止 | | `data()` | 不一定空终止 | 保证空终止 | --- ### 示例解析 ```cpp #include <iostream> #include <string> int main() { std::string str = "Hello"; const char* cstr = str.c_str(); // 输出内容及长度 std::cout << cstr << std::endl; // 输出: Hello std::cout << strlen(cstr) << std::endl; // 输出: 5 // 修改原字符串 str += " World"; std::cout << cstr << std::endl; // 未定义行为!可能输出乱码 } ``` --- ### 常见问题解答 **Q1: 为什么需要`c_str()`而不是直接访问数据?** A1: C++标准不保证`std::string`的数据布局,`c_str()`提供标准化的访问方式。 **Q2: 可以用`&str[0]`代替`c_str()`吗?** A2: 在C++11后,若字符串非空且未修改,可以(因为`data()`返回的指针保证连续),但推荐优先使用`c_str()`。 **Q3: 如何安全地长期保存C字符串?** A3: 需要复制数据: ```cpp std::string s = "需要长期保存"; char* copy = new char[s.size() + 1]; strcpy(copy, s.c_str()); // 使用后记得 delete[] copy; ``` --- ### 性能特点 - **时间复杂度**:$O(1)$(直接返回内部指针) - **内存开销**:无额外内存分配 - **适用场景**:高频调用时效率高,但需注意生命周期管理 --- ### 扩展应用 配合字符串流使用: ```cpp #include <sstream> std::ostringstream oss; oss << "PI = " << 3.1415926; std::string s = oss.str(); const char* output = s.c_str(); // 获取格式化后的C字符串 ```
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