7

Сразу оговорюсь, вопрос чисто теоретический, без практического применения. 3 примера кода:

1)

std::string s = "abc";
char& c = s[0];
c = 'A'; // OK, s == "Abc"

2)

std::string s = "abc";
char& c = s[0];
s += "def";
c = 'A'; // Error: UB, s+="def" 'kill' c reference

3)

std::string s = "abc";
s.reserve(100);
char& c = s[0];
s += "def";
c = 'A'; // ??? OK (s == "Abcdef") or UB???

Цитата из Джосаттиса "Стандартная библиотека С++. Справочное руководство":

Для того, чтобы избежать ошибок ..., следует зарезервировать достаточную емкость до того, как будет инициализирована ссылка...

Собственно, вопрос, с точки зрения стандарта С++ 11 3-й пример кода корректен? (с точки зрения стиля - плохо, я понимаю).

1
  • Насколько я понимаю, корректен, но конечно нужно найти соответствующую часть стандарта.
    – VladD
    19 июн 2016 в 14:47

4 ответа 4

7

А почему он должен быть некорректен? Вопрос нужно ставить по-другому: почему во втором случае случается UB. А случается оно потому, что буфер, на символ в котором указывает ссылка c, при расширении строки может быть уничтожен. В третьем же случае буфер остаётся прежним (по крайней мере до тех пор, пока новая длина строки не превышает его размеров).

2
  • 1
    Как раз по 2-му случаю вопросов нет, классическое UB, т.к. зависит от имплементации. Может сработать, может закрэшить программу. А по 3-ему примеру вопрос в том, гарантирует ли стандарт сохранность ссылок на элементы строки при изменении строки, при условии достаточного размера буфера.
    – andy.37
    19 июн 2016 в 14:46
  • Стандарт с вами не согласен.
    – αλεχολυτ
    19 июн 2016 в 17:03
4

Второй и третий случай абсолютно равнозначны, с точки зрения стандарта,— оба они могут породить UB. С практической точки зрения, ни один из этих случаев к UB не приведёт, ни на одной из популярных реализаций стандартной библиотеки.

10
  • Почему второй вариант не может привести к UB на практике? Я считаю, что может, т.к. по причине оптимизации коротких строк до вызова += может использоваться внутренний буфер строки, а после - уже произойдет выделение памяти в куче, и как следствие ссылки побьются.
    – αλεχολυτ
    19 июн 2016 в 16:49
  • Я могу поверить насчёт третьего, но не понимаю, почему для второго не возникает проблем. Ведь буфер может быть переаллоцирован? Или вы ссылаетесь на подробности точной стратегии реаллокации буфера?
    – VladD
    19 июн 2016 в 16:49
  • @alexolut, потому что в SSO буфер явно больше 6.
    – ixSci
    19 июн 2016 в 16:58
  • @VladD, потому что SSO(Small string optimization) используется сейчас везде
    – ixSci
    19 июн 2016 в 16:59
  • 2
    Может быть для конкретных размеров строк из вопроса и не приведет, но это ходьба по очень тонкому льду.
    – αλεχολυτ
    19 июн 2016 в 17:03
3

Согласно п.21.3.1.1/4 черновика Стандарта вызов не-const функции-члена кроме operator[], at, front, back, begin, rbegin, end и rend может приводить к инвалидации ссыллок/указателей/итераторов на объекты строки (символы). В данном случае вызывается модифицирующий operator+=.

Т.о. инвалидация (и как следствие - UB) возможна несмотря на присутствие вызова reserve.

7
  • а что согласно стандарту обязан делать вызов reserve? Что угодно на усмотрение реализации?
    – pavel
    19 июн 2016 в 16:48
  • @pavel reserve увеличивает ёмкость, или уменьшает (но это не обязательно). При этом мне кажется, что пункт про инвалидацию должен бы включать условие, что если модификация не привела к перераспределению памяти (т.е. capacity не изменился), то и инвалидации быть не должно. Вроде как к этому мы и стремимся, когда резервируем заранее память. Однако, это в Стандарте не написано. А есть однозначное упоминание того, что я написал в ответе. Т.е. инвалидация возможна.
    – αλεχολυτ
    19 июн 2016 в 16:54
  • В стандарте сказано, что += имеет тот же эффект, что и append. Документация на append говорит «replaces the string controlled by *this with a string of length size() + n», то есть про capacity ничего.
    – VladD
    19 июн 2016 в 17:19
  • @alexolut, в стандарте всё правильно написано, то, что Вы упоминаете привело бы к ограничении реализации. К примеру, если мы введём такое условие, то уже не получится сделать так, чтобы при reserve никакого выделения памяти не происходило, а оно бы происходило лишь при попытке добавить элемент.
    – ixSci
    19 июн 2016 в 17:29
  • 1
    @alexolut, да, reserve обязан обеспечить capacity, но про память там нет ни слова. Поэтому мы можем виртуально «выделить» память, т.е. возвращать увеличенный capacity, но при этом не выделять новой памяти, а выделить её лишь тогда, когда «прижмёт». Насколько это полезно? Понятия не имею, может и вообще бесполезно, а может и полезно будет — суть в том, что стандарт старается дать максимальную свободу в реализации сущностей, при этом давая некие гарантии. reserve это типичный optimization hint, на который не стоит возлагать больших надежд, кроме одной — потенциальная минимизация выдел...
    – ixSci
    19 июн 2016 в 18:00
2
std::string s = "abc";
// s.reserve(100);
char& c = s[0];
for(;s[0] == c;)
{
    s += "def";
    ++c;
    cout << s << endl;
}

Этот код (и код с раскоментаренной строкой reserve) ясно показывает, что в первом случае неприятности наступают гораздо раньше.

Но, в зависимости от того, какой именно объем выделяется строке изначально - может быть и наоборот.

Но, как мне представляется (нет под рукой стандарта), третий код все же корректен, в то время как второй - нет.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.