VS2010 std::string 源码分析

分配内存原理分配内存原理

union _Bxty
{	// storage for small buffer or pointer to larger one
	_Elem _Buf[_BUF_SIZE];
	_Elem *_Ptr;
	char _Alias[_BUF_SIZE];	// to permit aliasing
} _Bx;

这个_Bxty是一个union。当分配字符串所需内存小于_BUF_SIZE_Buf存放我们的字符串,当然也不一定是字符串,也可以放int数组这种东西。当分配内存大于_BUF_SIZE_Ptr由内存分配器_ALLOCATOR分配,然后存放我们的字符串。

类构成关系

typedef basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > string;
template<class _Elem>
	struct char_traits
		: public _Char_traits<_Elem, long>
	{	// properties of a string or stream unknown element
	};

xmemory文件:

#define _ALLOCATOR	allocator
template<class _Ty>
	class _ALLOCATOR
		: public _Allocator_base<_Ty>
	{	// generic allocator for objects of class _Ty
...
}
		// TEMPLATE CLASS basic_string
template<class _Elem,
	class _Traits,
	class _Ax>
	class basic_string
		: public _String_val<_Elem, _Ax>
	{	// null-terminated transparent array of elements
...
}
		// TEMPLATE CLASS _String_val
template<class _Elem,
	class _Alloc>
	class _String_val
		: public _Container_base
	{	// base class for basic_string to hold data
...
	union _Bxty
		{	// storage for small buffer or pointer to larger one
		_Elem _Buf[_BUF_SIZE];
		_Elem *_Ptr;
		char _Alias[_BUF_SIZE];	// to permit aliasing
		} _Bx;
	size_type _Mysize;	// current length of string
	size_type _Myres;	// current storage reserved for string
	_Alty _Alval;	// allocator object for strings
}
typedef _Container_base12 _Container_base;
struct _CRTIMP2_PURE _Container_base12
	{	// store pointer to _Container_proxy
...
}

从实例构造说起

	string str5("abcdefghijklmn12345");
	string str("abc");
	str = "abcdefghijklmn12345";
	basic_string(const _Elem *_Ptr)
		: _Mybase()
		{	// construct from [_Ptr, <null>)
		_Tidy();
		assign(_Ptr);
		}
	_String_val(_Alty _Al = _Alty())
		: _Alval(_Al)
		{	// construct allocator from _Al
		typename _Alloc::template rebind<_Container_proxy>::other
			_Alproxy(_Alval
<think> 在Visual Studio中,`std::string`本身并不强制指定任何编码——它只是一个字节序列的容器。实际使用的编码取决于开发者的使用方式和上下文环境。理解这一点对于正确处理多语言文本至关重要。下面我将详细解释Visual Studio中`std::string`的编码行为: --- ### 核心概念:`std::string`是编码中性的 - **本质**:`std::string`是`basic_string<char>`的别名,内部存储`char`类型的字节序列,**不携带编码信息**。 - **默认行为**: - 在Windows中文系统环境下,源码文件默认保存为**GB2312/GBK**编码(系统ANSI代码页)。 - 如果源码中包含非ASCII字符(如中文),编译器会按当前系统ANSI代码页解释这些字符并存入`std::string`。 - 示例: ```cpp std::string s = "中文"; // 在中文Windows中,"中文"被编译为GBK字节序列 ``` 此时`s`的内容是GBK编码的字节流:`{0xD6, 0xD0, 0xCE, 0xC4}`[^1]。 --- ### 关键场景分析 #### 场景1:硬编码字符串(不推荐) ```cpp std::string text = "韩文文件名"; // 危险操作! ``` - **问题**:字符串的编码取决于源码文件的保存编码(如GBK、UTF-8等)。 - **风险**: - 如果源码保存为UTF-8但编译器误认为ANSI,字符串会乱码。 - 跨平台时(如Linux编译),编译器默认用UTF-8解释源码,但Windows运行时期望ANSI,必然乱码[^2]。 #### 场景2:处理UTF-8数据(推荐) ```cpp // 正确:显式使用UTF-8字面量(C++11起支持) std::string utf8_str = u8"한글 파일명"; // 强制编译为UTF-8字节序列 ``` - **字节内容**:UTF-8编码的`char`序列(如`{0xED, 0x95, 0x9C, ...}`)。 - **优点**:跨平台一致,但需确保输出目标支持UTF-8(如终端、文件)。 #### 场景3:Windows API交互 ```cpp // 错误示例:直接将std::string传入需要宽字符的API MessageBoxA(nullptr, "中文", "标题", MB_OK); // 依赖ANSI编码,在英文系统乱码 // 正确:转换为UTF-16再调用宽字符API std::string gbk_str = "中文"; // 假设已是GBK编码 int len = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, gbk_str.c_str(), -1, nullptr, 0); std::wstring wstr(len, 0); MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, gbk_str.c_str(), -1, wstr.data(), len); MessageBoxW(nullptr, wstr.c_str(), L"标题", MB_OK); ``` --- ### 最佳实践:统一使用UTF-8 #### 步骤1:源码保存为UTF-8 with BOM - 在Visual Studio中设置: **文件 → 高级保存选项 → 编码选择“Unicode (UTF-8 带签名) - 代码页 65001”**。 确保编译器正确识别源码为UTF-8。 #### 步骤2:显式标记UTF-8字符串 ```cpp std::string path = u8"E:\\DICOM_TEST\\ANG\\한글\\파일.dcm"; // C++11 ``` #### 步骤3:跨平台文件操作 - **Windows**:使用C++17的`std::filesystem`或转换为宽字符API: ```cpp #include <filesystem> namespace fs = std::filesystem; fs::path p = u8"E:\\한글.txt"; // 自动处理UTF-8转换 std::ofstream file(p); // 正确打开含非ASCII路径的文件[^3] ``` - **Linux/macOS**:直接传递UTF-8 `std::string`即可。 #### 步骤4:终端输出 - **Windows控制台**:默认使用ANSI编码,需切换为UTF-8: ```cpp #include <windows.h> SetConsoleOutputCP(65001); // 设置控制台输出代码页为UTF-8 std::cout << u8"한글 출력\n"; // 正确显示韩文 ``` --- ### 编码转换工具 若必须转换编码(如从QT的`QString`获取路径): ```cpp // QString转UTF-8 std::string(跨平台安全) QString qPath = QFileDialog::getOpenFileName(); std::string utf8Path = qPath.toUtf8().constData(); // 显式转换为UTF-8 // 需要ANSI编码时(仅限Windows,不推荐) std::string ansiPath = qPath.toLocal8Bit().constData(); // 转换为本地ANSI编码 ``` --- ### 总结:Visual Studio中`std::string`的编码真相 | 场景 | 典型编码 | 风险 | 解决方案 | |----------------------|---------------|------------------------------|-----------------------| | 源码硬编码字符串 | 依赖文件保存编码 | 跨平台乱码 | 保存为UTF-8 with BOM | | 无u8前缀字符串字面量 | 系统ANSI代码页 | 非中文系统运行乱码 | 始终用`u8`前缀 | | 从QT获取路径 | UTF-8(推荐) | 直接用于ANSI API失败 | 统一用UTF-8或转换API | | 控制台输出 | 系统ANSI代码页 | 非ASCII字符显示乱码 | 设置控制台代码页65001 | > **关键结论**:`std::string`的编码由开发者控制。在VS中**优先显式使用UTF-8**,避免依赖系统区域设置,方能实现真正的跨平台兼容[^4]。 §§相关问题§§ 1. 如何在Visual Studio中设置源码为UTF-8编码? 2. C++中如何处理跨平台的文件路径编码问题? 3. Windows API如何正确接收UTF-8字符串? 4. 为什么在中文Windows系统下直接输出`std::string`中文会乱码? </think> 在 Visual Studio (VS) 中,`std::string` **本身不强制指定任何编码** —— 它是一个字节容器,实际编码取决于字符串的来源和使用场景。以下是关键分析: --- ### 1. **默认行为(无特殊处理时)** - **ANSI 编码(系统本地代码页)** 当直接使用字符串字面量时,VS 编译器会按系统本地代码页(如中文 Windows 的 **GBK**)编译字符串: ```cpp std::string s = "中文"; // 在中文Windows中,编码为 GBK 字节序列 ``` - 字节内容:`{0xD6, 0xD0, 0xCE, 0xC4}`(GBK 编码的"中文")[^1]。 - **风险**:将此类字符串跨平台(如 Linux)传输会乱码,因 Linux 默认用 UTF-8。 --- ### 2. **UTF-8 支持(推荐做法)** 若需跨平台兼容性,**显式使用 UTF-8 编码**: ```cpp // C++11 起支持 u8 前缀(强制 UTF-8 编码) std::string utf8_str = u8"한글 파일명"; // UTF-8 字节序列 ``` - 字节内容:UTF-8 编码的韩文字符(如 `{0xED, 0x95, 0x9C, ...}`)。 - **优势**:兼容所有现代系统(Windows/Linux/macOS),但需确保读写方均理解这是 UTF-8。 --- ### 3. **编译器与源码文件编码的影响** - **源码文件编码决定字面量**: - 若源码文件保存为 **UTF-8 without BOM**,VS 可能误将其解释为本地 ANSI 编码(如 GBK),导致编译错误。 - **正确做法**:在 VS 中设置 **UTF-8 with BOM**(文件 → 高级保存选项 → Unicode (UTF-8 带签名))[^4]。 --- ### 4. **VS 调试器的显示陷阱** 调试器(如 Watch 窗口)默认按 **系统本地 ANSI 代码页** 解释 `std::string` 内容: - 若字符串实际是 UTF-8,调试器会显示乱码(因误用 GBK 解释)。 - **解决方案**: 用 `UTF_8` 编码输出到控制台: ```cpp #include <Windows.h> SetConsoleOutputCP(CP_UTF8); // 设置控制台输出为 UTF-8 std::cout << utf8_str << std::endl; ``` --- ### 5. **与其他组件的交互** - **QT 交互**: 优先用 `QString::toStdString()`(返回 UTF-8 `std::string`),而非 `toStdWString()` + 转换: ```cpp QString qPath = QFileDialog::getExistingDirectory(); std::string utf8Path = qPath.toUtf8().toStdString(); // 直接获得 UTF-8 字节流 ``` - **Windows API 交互**: 需转换为 UTF-16(因 Windows API 使用 UTF-16): ```cpp std::string utf8_str = u8"한글"; int wlen = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, utf8_str.c_str(), -1, NULL, 0); std::wstring wstr(wlen, 0); MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, utf8_str.c_str(), -1, wstr.data(), wlen); ``` --- ### 总结:编码处理建议 | 场景 | 推荐方案 | |---------------------|--------------------------------------------------------------------------| | 源码字符串字面量 | 使用 `u8"..."` 前缀 + 保存源码为 **UTF-8 with BOM** | | 调试显示 | 设置控制台为 UTF-8:`SetConsoleOutputCP(65001)` | | 跨平台文件/网络传输 | 始终使用 `std::string` 存储 **UTF-8** 数据 | | 与 Windows API 交互 | 转换为 `std::wstring`(UTF-16)使用 | | QT 交互 | 直接用 `QString::toStdString()`(返回 UTF-8)[^1] | > **核心原则**:`std::string` 是字节容器,**其含义由开发者约定**。在 VS 中统一使用 **UTF-8** 并显式标记(`u8` 前缀),可最大程度避免乱码[^4]。
评论 1
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值