Обычно в программе следует работать со строками, а их преобразование в С-строки или символьные массивы должно производиться непосредственно перед тем, как вам потребуется содержимое строки в виде типа char*. Помните, что возвращаемые значения функций c str() и data() остаются действительными только до следующего вызова неконстантной функции для той же строки:

std::string s;

foo(s.c strO); Pe3ynbTaTS.c strO остается действительным

на время выполнения команды

const char* р:

р = s.c strO: р ссылается на содержимое s в формате С-строки

foo(p); ОК (значение р остается действительный)

S += "ext"; Значение р становится недействительным

foo(p): ОШИБКА: недействительное значение аргумента р

Размер и емкость

Чтобы правильно и эффективно использовать строки, необходимо хорошо понимать, как связаны их размер и емкость. Для строк существуют целых три «размера»,

О size() и length(). Эти функции возвращают количество символов в строке и являются эквивалентными.

Функция emptyO проверяет, равно ли количество символов нулю (то есть является ли строка пустой). По возможности используйте ее вместо функций lengthO и size(), поскольку эта функция может работать быстрее.

О max si2e(). Эта функция возвращает максимальное количество символов, которые могут содержаться в строке. Обычно все символы строки хранятся в одном блоке памяти, что может привести к дополнительным ограничениям. В остальных случаях это значение обычно равно максимальному значению типа индекса, уменьшенному на 1. Единица вычитается по двум причинам: во-первых, максимальное значение представляет проз, и, во-вторых, реализация может дописать \0 в конец внутреннего буфера, чтобы при преобразовании строки в формат С-строк (например, при вызове c str()) можно было просто вернуть этот буфер. Если в результате операции должна быть создана строка, длина которой превышает max size(), класс генерирует исключение length errc>r.

О capacityO. Эта функция возвращает емкость строки, то есть количество символов, которые можно сохранить в строке без перераспределения ее внутренней памяти.

В данном случае эквивалентность функций объясняется тем, что length() возвращает длину строки по аналогии с функцией strlen() для обычных С-строк, а функция sizeO поддерживается всеми контейнерными классами и возвращает количество элементов в соответствии с архитектурными канонами STL.

Достаточная емкость строки важна по двум причинам:

О в результате перераспределения памяти становятся недействительными все ссылки, указатели и итераторы, ссылающиеся на символы строки;

О на перераспределение памяти тратится время.

Следовательно, если в программе используются указатели, ссылки и итераторы, относящиеся к символам строки, или если программа критична по скорости, следует учитывать ее емкость.

Функция reserveO помогает предотвратить перераспределение памяти. Она заранее резервирует нужную емкость и обеспечивает действительность ссылок (при условии, что размер строки не превыщает зарезервированную емкость):

std::str1ng s; Создание пустой строки s.reserve(80): Резервирование памяти для 80 символов

В принципе концепция емкости для строк похожа на концепцию емкости eeicropoB (см. с. 157), но с одним важным отличием: строки позволяют вызывать функцию reserveO для сокращения емкости. Вызов reserveO с аргументом, меньшим текущей емкости, фактически является запросом на сокращение емкости, не обязательным для выполнения. Если аргумент меньше текущего количества символов, то емкость сокращается до текущего размера строки. Следовательно, даже если вы хотите сократить емкость, вызов функции еще не гарантирует желаемого результата. По умолчанию аргумент функции reserve() для строк равен нулю. Следовательно, вызов reserve() без аргументов всегда означает запрос на сокращение емкости до текущего размера строки, но этот запрос не обязателен для выполнения:

S.reserveO: Запрос на сокращение емкости до текущего размера

Запрос на сокращение емкости не обязателен для выполнения, поскольку способ достижения оптимального быстродействия определяется реализацией. В реализациях строковых классов могут использоваться разные критерии оптимизации по скорости и затратам памяти. Следовательно, некоторые реализации могут увеличивать емкость с большими приращениями и вообще не поддерживать ее сокращения.

Тем не менее в стандарте указано, что емкость строки может уменьшаться только вследствие вызова функции reserve(). Это гарантирует, что ссылки, указатели и итераторы останутся действительными даже при удалении и изменении символов (если они относятся к позициям, предшествующим позиции модификации).

Обращение к символам

Строки предоставляют возможность чтения и записи хранящихся в них символов. Обращение к отдельному символу производится одним из двух способов: оператором индексирования [] или функцией at(). Обе операции возвращают символ в позиции с заданным индексом. Как обычно, первому символу

соответствует индекс О, а последнему - индекс length()-l. Тем не менее существуют и различия.

О Оператор [] не проверяет правильность индекса, передаваемого в аргументе, а функция at() выполняет такую проверку. При вызове функции at() с недействительным индексом генерируется исключение out of range. При вызове оператора [] с недействительным индексом возможны непредсказуемые последствия - скажем, недопустимые обращения к памяти, которые становятся причиной неприятных побочных эффектов, или аварийное завершение программы (кстати, это относительно удачный вариант, по крайней мере, вы будете знать, что в программе что-то не так).

О Для константной версии оператора [] позиция за последним символом считается действительной. В этом случае текущее количество символов является допустимым индексом. Оператор возвращает значение, сгенерированное конструктором по умолчанию для типа символов. Следовательно, для объектов типа string возвращается символ \0.

Во всех остальных случаях (для неконстантной версии оператора [] и функции at()) индекс, равный текущему количеству символов, считается недействительным. Его использование приводит к исключениям или непредсказуемым последствиям.

Пример:

Чтобы программа могла изменять отдельные символы строки, неконстантные версии [] и at() возвращают ссылки на символы. Помните, что при перераспределении памяти ссылки становятся недействительными:

std::string sCabcde"); s содержит символы a.b.c.d.e

charS г - s[2]; Ссылка на третий символ

char* 3 = &s[3]: Указатель на четвертый символ

г - X: ОК. S содержит символы a.b.X.d.e

*р - Y": ОК. S содержит символы a.b.X.Y.e