c++ - 固定大小字符串类的最佳实践

Question

我想要一个固定大小的字符串类。理想情况下，该接口(interface)将与 std::string 之一相匹配，唯一的区别是新类从不分配新内存。对于应避免分配新内存的应用程序，它应该是一个方便的类。大小可以是静态的(在编译时已知)。

我认为有两种方式。第一种是围绕 char 数组实现一个类，然后或多或少地实现 std::string 具有的所有功能。我还必须实现一些运算符来创建具有给定固定大小字符串等的 std::string

第二种方法，我什至不确定是否可行，是从 std::string 继承并覆盖所有可能改变字符串大小的函数。我查看了 Visual Studio 中的 basic_string header ，它似乎不是虚拟的，所以我想这不是可行的方法。

您认为实现此类的最佳方法是什么？

Answer 1

The first would be to implement a class around a char array and then implement more or less all the functions that the std::string has.

这绝对是要走的路。它易于编写、易于使用且不易被滥用。

template <size_t N>
class fixed_string {
    char array[N+1];
    size_t size;

public:
    fixed_string() : size(0) { array[0] = '\0'; }

    // all the special members can be defaulted
    fixed_string(fixed_string const&) = default;
    fixed_string(fixed_string&&) = default;
    fixed_string& operator=(fixed_string const&) = default;
    fixed_string& operator=(fixed_string&&) = default;
    ~fixed_string() = default;

    // ...
};

所有访问器(data、c_str、begin、end、at, operator[]) 是单行代码。所有搜索算法都很简单。

唯一真正的设计问题是您希望突变在失败时做什么。即:

fixed_string<5> foo("abcde");
foo += 'f'; // assert? throw? range-check internally and ignore?
            // just not even add this and instead write a 
            // try_append() that returns optional<fixed_string&>?

设计选择有利也有弊，但无论选择哪一种，每个功能的实现也要非常简洁。

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The second method, I'm not even sure is possible, would be to inherit from std::string and override all the functions that may change the size of the string. I looked into the basic_string header in Visual Studio and it doesn't seem to be virtual, so I guess this is not the way to go.

std::string 中的任何内容是否是virtual 与这是否是一个好主意的问题无关。您肯定希望从以下位置开始:

template <size_t N>
class fixed_string : private std::string { ... }
//                  ^^^^^^^^^

因为您的类型肯定不符合与 std::string 的 is-a 关系。它不是 std::string，它只是根据它来实现。私有(private)继承会使这段代码格式错误:

std::string* p = new fixed_string<5>();

因此您不必担心缺少virtual。

也就是说，从 string 继承将导致比直接路径更复杂、效率更低的实现，并且有更多潜在的陷阱。实现这样的事情可能可能，但我看不出这是个好主意。