c++ - 在不使用任何 std::string 成员函数的情况下从 std::string 对象显式转换为 char*

Question

这道题不是什么问题，而是深入理解std::string的内存布局的问题。

我做了一些实验，意识到可以将 std::string 显式转换为 char* 并成功检索存储在 中的“字符串” std::string 对象。问题是，当 std::string 对象的起始地址与 std::string::c_str() 返回的地址不同时，怎么可能呢？方法？

最近，我遇到了从 std::string 对象到 char* 的显式转换。最初，我认为这种转换不适用于 std::string，但我很惊讶地知道它有效。

int main()
{
    std::string TestString = "Testing";

    void * pPointerToStringObject = (void *)&TestString;
    char * pExplicitlyConvertedString = *((char **)pPointerToStringObject);

    printf("Pointer to the string object : %p\n", pPointerToStringObject);
    printf("Pointer returned by c_str()  : %p\n\n", TestString.c_str());

    printf("\"String\" retrieved by explicit conversion of string object : \"%s\"\n", pExplicitlyConvertedString);
}

输出:

Pointer to the string object : 0x7ffd84d3f4a0
Pointer returned by c_str()  : 0x7ffd84d3f4b0

"String" retrieved by explicit conversion of string object : "Testing"

Answer 1

这是一个实现问题。假设您正在使用 libstdc++。然后，std::string 的第一个成员是 a pointer to the stored string (char array) .这就是你得到的。

由于 SSO 适用于您的短字符串，因此此指针指向 buffer inside the std::string object itself, located at its offset 16 (b0 - a0 十六进制)。

例如，如果我们查看 libstdc++ 实现:

_Alloc_hider _M_dataplus;  // offset 0 - an address of object - pointer to data
size_type    _M_string_length;

enum { _S_local_capacity = 15 / sizeof(_CharT) };

union
{
  _CharT     _M_local_buf[_S_local_capacity + 1];  // offset 16 - short string stored here
  size_type  _M_allocated_capacity;
};

_Alloc_hider 中指针的存储位置:

pointer _M_p; // The actual data.

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请注意，您的代码可能无法以这种(未定义的)方式与所示实现之外的其他实现一起工作。例如，libc++使用另一种方法来应用SSO。通常，正如其他人在评论中指出的那样，您的代码可能会导致未定义的行为。