C++字符串完全指南

来源:互联网 发布:php互联网全能工程师 编辑:程序博客网 时间:2024/04/28 02:54
C++字符串完全指南 - Win32字符编码(一)前言  字符串的表现形式各异,象TCHAR,std::string,BSTR等等,有时还会见到怪怪的用_tcs起头的宏。这个指南的目的就是说明各种字符串类型及其用途,并说明如何在必要时进行类型的相互转换。  在指南的第一部分,介绍三种字符编码格式。理解编码的工作原理是致为重要的。即使你已经知道字符串是一个字符的数组这样的概念,也请阅读本文,它会让你明白各种字符串类之间的关系。  指南的第二部分,将阐述各个字符串类,什么时候使用哪种字符串类,及其相互转换。字符串基础 - ASCII, DBCS, Unicode  所有的字符串类都起源于C语言的字符串,而C语言字符串则是字符的数组。首先了解一下字符类型。有三种编码方式和三种字符类型。  第一种编码方式是单字节字符集,称之为SBCS,它的所有字符都只有一个字节的长度。ASCII码就是SBCS。SBCS字符串由一个零字节结尾。  第二种编码方式是多字节字符集,称之为MBCS,它包含的字符中有单字节长的字符,也有多字节长的字符。Windows用到的MBCS只有二种字符类型,单字节字符和双字节字符。因此Windows中用得最多的字符是双字节字符集,即DBCS,通常用它来代替MBCS。  在DBCS编码中,用一些保留值来指明该字符属于双字节字符。例如,Shift-JIS(通用日语)编码中,值0x81-0x9F 和 0xE0-0xFC 的意思是:“这是一个双字节字符,下一个字节是这个字符的一部分”。这样的值通常称为前导字节(lead byte),总是大于0x7F。前导字节后面是跟随字节(trail byte)。DBCS的跟随字节可以是任何非零值。与SBCS一样,DBCS字符串也由一个零字节结尾。  第三种编码方式是Unicode。 Unicode编码标准中的所有字符都是双字节长。有时也将Unicode称为宽字符集(wide characters),因为它的字符比单字节字符更宽(使用更多内存)。注意,Unicode不是MBCS - 区别在于MBCS编码中的字符长度是不同的。Unicode字符串用二个零字节字符结尾(一个宽字符的零值编码)。  单字节字符集是拉丁字母,重音文字,用ASCII标准定义,用于DOS操作系统。双字节字符集用于东亚和中东语言。Unicode用于COM和Windows NT内部。  读者都很熟悉单字节字符集,它的数据类型是char。双字节字符集也使用char数据类型(双字节字符集中的许多古怪处之一)。Unicode字符集用wchar_t数据类型。Unicode字符串用L前缀起头,如:wchar_t wch = L&#39;1&#39;;   // 2 个字节, 0x0031wchar_t* wsz = L"Hello"; // 12 个字节, 6 个宽字符字符串的存储  单字节字符串顺序存放各个字符,并用零字节表示字符串结尾。例如,字符串"Bob"的存储格式为:  Unicode编码中,L"Bob"的存储格式为:  用0x0000 (Unicode的零编码)结束字符串。  DBCS 看上去有点象SBCS。以后我们会看到在串处理和指针使用上是有微妙差别的。字符串"日本语" (nihongo) 的存储格式如下(用LB和TB分别表示前导字节和跟随字节):  注意,"ni"的值不是WORD值0xFA93。值93和FA顺序组合编码为字符"ni"。(在高位优先CPU中,存放顺序正如上所述)。字符串处理函数  C语言字符串处理函数,如strcpy(), sprintf(), atol()等只能用于单字节字符串。在标准库中有只用于Unicode字符串的函数,如wcscpy(), swprintf(), _wtol()。  微软在C运行库(CRT)中加入了对DBCS字符串的支持。对应于strxxx()函数,DBCS使用_mbsxxx()函数。在处理DBCS字符串 (如日语,中文,或其它DBCS)时,就要用_mbsxxx()函数。这些函数也能用于处理SBCS字符串(因为DBCS字符串可能就只含有单字节字符)。  现在用一个示例来说明字符串处理函数的不同。如有Unicode字符串L"Bob":  x86 CPU的排列顺序是低位优先(little-endian)的,值0x0042的存储顺序为42 00。这时如用strlen()函数求字符串的长度就发生问题。函数找到第一个字节42,然后是00,意味着字符串结尾,于是返回1。反之,用 wcslen()函数求"Bob"的长度更糟糕。wcslen()首先找到0x6F42,然后是0x0062,以后就在内存缓冲内不断地寻找00 00直至发生一般性保护错(GPF)。  strxxx()及其对应的_mbsxxx()究竟是如何运作的?二者之间的不同是非常重要的,直接影响到正确遍历DBCS字符串的方法。下面先介绍字符串遍历,然后再回来讨论strxxx()和 _mbsxxx()。字符串遍历我们中的大多数人都是从SBCS成长过来的,都习惯于用指针的 ++ 和 -- 操作符来遍历字符串,有时也使用数组来处理字符串中的字符。这二种方法对于SBCS 和 Unicode 字符串的操作都是正确无误的,因为二者的字符都是等长的,编译器能够的正确返回我们寻求的字符位置。但对于DBCS字符串就不能这样了。用指针访问DBCS字符串有二个原则,打破这二个原则就会造成错误。1. 不可使用 ++ 算子,除非每次都检查是否为前导字节。2. 绝不可使用 -- 算子来向后遍历。  先说明原则2,因为很容易找到一个非人为的示例。假设,有一个配制文件,程序启动时要从安装路径读取该文件,如:C:/Program Files/MyCoolApp/config.bin。文件本身是正常的。  假设用以下代码来配制文件名:bool GetConfigFileName ( char* pszName, size_t nBuffSize ){char szConfigFilename[MAX_PATH];  // 这里从注册表读取文件的安装路径,假设一切正常。  // 如果路径末尾没有反斜线,就加上反斜线。  // 首先,用指针指向结尾零:char* pLastChar = strchr ( szConfigFilename, &#39;/0&#39; );  // 然后向后退一个字符:  pLastChar--;  if ( *pLastChar != &#39;//&#39; )    strcat ( szConfigFilename, "//" );  // 加上文件名:  strcat ( szConfigFilename, "config.bin" );  // 如果字符串长度足够,返回文件名:  if ( strlen ( szConfigFilename ) >= nBuffSize )    return false;  else    {    strcpy ( pszName, szConfigFilename );    return true;    }}  这段代码的保护性是很强的,但用到DBCS字符串还是会出错。假如文件的安装路径用日语表达:C:/ヨウユソ,该字符串的内存表达为:  这时用上面的GetConfigFileName()函数来检查文件路径末尾是否含有反斜线就会出错,得到错误的文件名。  错在哪里?注意上面的二个十六进制值0x5C(蓝色)。前面的0x5C是字符"/",后面则是字符值83 5C,代表字符"ソ"。可是函数把它误认为反斜线了。  正确的方法是用DBCS函数将指针指向恰当的字符位置,如下所示:bool FixedGetConfigFileName ( char* pszName, size_t nBuffSize ){char szConfigFilename[MAX_PATH];  // 这里从注册表读取文件的安装路径,假设一切正常。  // 如果路径末尾没有反斜线,就加上反斜线。  // 首先,用指针指向结尾零:char* pLastChar = _mbschr ( szConfigFilename, &#39;/0&#39; );  // 然后向后退一个双字节字符:  pLastChar = CharPrev ( szConfigFilename, pLastChar );  if ( *pLastChar != &#39;//&#39; )     _mbscat ( szConfigFilename, "//" );  // 加上文件名:  _mbscat ( szConfigFilename, "config.bin" );  // 如果字符串长度足够,返回文件名:  if ( _mbslen ( szInstallDir ) >= nBuffSize )    return false;  else  {    _mbscpy ( pszName, szConfigFilename );    return true;  }}  这个改进的函数用CharPrev() API 函数将指针pLastChar向后移动一个字符。如果字符串末尾的字符是双字节字符,就向后移动2个字节。这时返回的结果是正确的,因为不会将字符误判为反斜线。  现在可以想像到第一原则了。例如,要遍历字符串寻找字符":",如果不使用CharNext()函数而使用++算子,当跟随字节值恰好也是":"时就会出错。  与原则2相关的是数组下标的使用:  2a. 绝不可在字符串数组中使用递减下标。  出错原因与原则2相同。例如,设置指针pLastChar为:char* pLastChar = &szConfigFilename [strlen(szConfigFilename) - 1];  结果与原则2的出错一样。下标减1就是指针向后移动一个字节,不符原则2。再谈strxxx() 与_mbsxxx()  现在可以清楚为什么要用 _mbsxxx() 函数了。strxxx() 函数不认识DBCS字符而 _mbsxxx()认识。如果调用strrchr("C://", &#39;//&#39;)函数可能会出错,但 _mbsrchr()认识双字节字符,所以能返回指向最后出现反斜线字符的指针位置。  最后提一下strxxx() 和 _mbsxxx() 函数族中的字符串长度测量函数,它们都返回字符串的字节数。如果字符串含有3个双字节字符,_mbslen()将返回6。而Unicode的函数返回的是 wchar_ts的数量,如wcslen(L"Bob") 返回3C++字符串完全指南 - Win32字符编码(二)Win32 API中的MBCS 和 UnicodeAPI的二个字符集  也许你没有注意到,Win32的API和消息中的字符串处理函数有二种,一种为MCBS字符串,另一种为Unicode字符串。例如,Win32中没有SetWindowText()这样的接口,而是用SetWindowTextA()和 SetWindowTextW()函数。后缀A (表示ANSI)指明是MBCS函数,后缀W(表示宽字符)指明是Unicode函数。  编写Windows程序时,可以选择用MBCS或Unicode API接口函数。用VC AppWizards向导时,如果不修改预处理器设置,缺省使用的是MBCS函数。但是在API接口中没有SetWindowText()函数,该如何调用呢?实际上,在winuser.h头文件中做了以下定义:BOOL WINAPI SetWindowTextA ( HWND hWnd, LPCSTR lpString );BOOL WINAPI SetWindowTextW ( HWND hWnd, LPCWSTR lpString );#ifdef UNICODE #define SetWindowText SetWindowTextW#else #define SetWindowText SetWindowTextA#endif   编写MBCS应用时,不必定义UNICODE,预处理为:#define SetWindowText SetWindowTextA  然后将SetWindowText()处理为真正的API接口函数SetWindowTextA() (如果愿意的话,可以直接调用SetWindowTextA() 或SetWindowTextW()函数,不过很少有此需要)。   如果要将缺省应用接口改为Unicode,就到预处理设置的预处理标记中去掉 _MBCS标记,加入UNICODE 和 _UNICODE (二个标记都要加入,不同的头文件使用不同的标记)。不过,这时要处理普通字符串反而会遇到问题。如有代码:HWND hwnd = GetSomeWindowHandle();char szNewText[] = "we love Bob!";SetWindowText ( hwnd, szNewText );  编译器将"SetWindowText"置换为"SetWindowTextW"后,代码变为:HWND hwnd = GetSomeWindowHandle();char szNewText[] = "we love Bob!";SetWindowTextW ( hwnd, szNewText );   看出问题了吧,这里用一个Unicode字符串处理函数来处理单字节字符串。   第一种解决办法是使用宏定义:HWND hwnd = GetSomeWindowHandle();#ifdef UNICODE wchar_t szNewText[] = L"we love Bob!";#else char szNewText[] = "we love Bob!";#endifSetWindowText ( hwnd, szNewText );   要对每一个字符串都做这样的宏定义显然是令人头痛的。所以用TCHAR来解决这个问题: TCHAR的救火角色  TCHAR 是一种字符类型,适用于MBCS 和 Unicode二种编码。程序中也不必到处使用宏定义。 TCHAR的宏定义如下:#ifdef UNICODE typedef wchar_t TCHAR;#else typedef char TCHAR;#endif   所以,TCHAR中在MBCS程序中是char类型,在Unicode中是 wchar_t 类型。   对于Unicode字符串,还有个 _T() 宏,用于解决 L 前缀:#ifdef UNICODE #define _T(x) L##x#else #define _T(x) x#endif  ## 是预处理算子,将二个变量粘贴在一起。不管什么时候都对字符串用 _T 宏处理,这样就可以在Unicode编码中给字符串加上L前缀,如:TCHAR szNewText[] = _T("we love Bob!");   SetWindowTextA/W 函数族中还有其它隐藏的宏可以用来代替strxxx() 和 _mbsxxx() 字符串函数。例如,可以用 _tcsrchr 宏取代strrchr(),_mbsrchr(),或 wcsrchr()函数。_tcsrchr 根据编码标记为_MBCS 或 UNICODE,将右式函数做相应的扩展处理。宏定义方法类似于SetWindowText。   不止strxxx()函数族中有TCHAR宏定义,其它一些函数中也有。例如,_stprintf (取代sprintf()和swprintf()),和 _tfopen (取代fopen() 和 _wfopen())。MSDN的全部宏定义在"Generic-Text Routine Mappings"栏目下。String 和 TCHAR 类型定义Win32 API 文件中列出的函数名都是通用名(如"SetWindowText"),所有的字符串都按照TCHAR类型处理。(只有XP除外,XP只使用Unicode类型)。下面是MSDN给出的常用类型定义:类型MBCS 编码中的意义Unicode 编码中的意义WCHARwchar_twchar_tLPSTRzero-terminated string of char (char*) zero-terminated string of char (char*) LPCSTRconstant zero-terminated string of char (constchar*) constant zero-terminated string of char (constchar*) LPWSTRzero-terminated Unicode string (wchar_t*) zero-terminated Unicode string (wchar_t*) LPCWSTRconstant zero-terminated Unicode string (const wchar_t*) constant zero-terminated Unicode string (const wchar_t*) TCHARcharwchar_tLPTSTRzero-terminated string of TCHAR (TCHAR*) zero-terminated string of TCHAR (TCHAR*) LPCTSTRconstant zero-terminated string of TCHAR (const TCHAR*) constant zero-terminated string of TCHAR (const TCHAR*) 何时使用TCHAR 和Unicode  可能会有疑问:“为什么要用Unicode?我一直用的都是普通字符串。”  在三种情况下要用到Unicode:  1.程序只运行于Windows NT。  2.处理的字符串长于MAX_PATH定义的字符数。  3.程序用于Windows XP中的新接口,那里没有A/W版本之分。  大部分Unicode API不可用于Windows 9x。所以如果程序要在Windows 9x上运行的话,要强制使用MBCS API (微软推出一个可运行于Windows 9x的新库,叫做Microsoft Layer for Unicode。但我没有试用过,无法说明它的好坏)。相反,NT内部全部使用Unicode编码,使用Unicode API可以加速程序运行。每当将字符串处理为MBCS API时,操作系统都会将字符串转换为Unicode并调用相应的Unicode API 函数。对于返回的字符串,操作系统要做同样的转换。尽管这些转换经过了高度优化,模块尽可能地压缩到最小,但毕竟会影响到程序的运行速度。  NT允许使用超长文件名(长于MAX_PATH 定义的260),但只限于Unicode API使用。Unicode API的另外一个优点是程序能够自动处理输入的文字语言。用户可以混合输入英文,中文和日文作为文件名。不必使用其它代码来处理,都按照Unicode编码方式处理。  最后,作为Windows 9x的结局,微软似乎抛弃了MBCS API。例如,SetWindowTheme() 接口函数的二个参数只支持Unicode编码。使用Unicode编码省却了MBCS与Unicode之间的转换过程。如果程序中还没有使用到Unicode编码,要坚持使用TCHAR和相应的宏。这样不但可以长期保持程序中DBCS编码的安全性,也利于将来扩展使用到Unicode编码。那时只要改变预处理中的设置即可!C++字符串完全指南 - 各种字符串类(一)前言C语言的字符串容易出错,难以管理,并且往往是黑客到处寻找的目标。于是,出现了许多字符串包装类。可惜,人们并不很清楚什么情况下该用哪个类,也不清楚如何将C语言字符串转换到包装类。本文涉及到Win32 API,MFC,STL,WTL和Visual C++运行库中使用到的所有的字符串类型。说明各个类的用法,如何构造对象,如何进行类转换等等。Nish为本文提供了Visual C++ 7的managed string 类的用法。阅读本文之前,应完全理解本指南第一部分中阐述的字符类型和编码。字符串类的首要原则:不要随便使用类型强制转换,除非转换的类型是明确由文档规定的。之所以撰写字符串指南这二篇文章,是因为常有人问到如何将X类型的字符串转换到Z类型。提问者使用了强制类型转换 (cast),但不知道为什么不能转换成功。各种各样的字符串类型,特别是BSTR,在任何场合都不是三言二语可以讲清的。因此,我以为这些提问者是想让强制类型转换来处理一切。除非明确规定了转换算子,不要将任何其它类型数据强制转换为string。一个字符串不能用强制类型转换到string类。例如:void SomeFunc ( LPCWSTR widestr );main(){SomeFunc ( (LPCWSTR) "C://foo.txt" ); // 错!}这段代码100%错误。它可以通过编译,因为类型强制转换超越了编译器的类型检验。但是,能够通过编译,并不证明代码是正确的。下面,我将指出什么时候用类型强制转换是合理的。C语言字符串与类型定义如指南的第一部分所述,Windows API定义了TCHAR术语。它可用于MBCS或Unicode编码字符,取决于预处理设置为_MBCS 或 _UNICODE标记。关于TCHAR的详细说明请阅指南的第一部分。为便于叙述,下面给出字符类型定义:Type Meaning WCHAR Unicode character (wchar_t) TCHAR MBCS or Unicode character, depending on preprocessor settings LPSTR string of char (char*) LPCSTR constant string of char (constchar*) LPWSTR string of WCHAR (WCHAR*) LPCWSTR constant string of WCHAR (const WCHAR*) LPTSTR string of TCHAR (TCHAR*) LPCTSTR constant string of TCHAR (const TCHAR*) 另外还有一个字符类型OLECHAR。这是一种对象链接与嵌入的数据类型(比如嵌入Word文档)。这个类型通常定义为wchar_t。如果将预处理设置定义为OLE2ANSI,OLECHAR将被定义为char类型。现在已经不再定义OLE2ANSI(它只在MFC 3以前版本中使用),所以我将OLECHAR作为Unicode字符处理。下面是与OLECHAR相关的类型定义:Type Meaning OLECHAR Unicode character (wchar_t) LPOLESTR string of OLECHAR (OLECHAR*) LPCOLESTR constant string of OLECHAR (const OLECHAR*) 还有以下二个宏让相同的代码能够适用于MBCS和Unicode编码:Type Meaning _T(x) Prepends L to the literal in Unicode builds. OLESTR(x) Prepends L to the literal to make it an LPCOLESTR. 宏_T有几种形式,功能都相同。如: -- TEXT, _TEXT, __TEXT, 和 __T这四种宏的功能相同。COM中的字符串 - BSTR 与 VARIANT许多COM接口使用BSTR声明字符串。BSTR有一些缺陷,所以我在这里让它独立成章。BSTR 是Pascal类型字符串(字符串长度值显式地与数据存放在一起)和C类型字符串(字符串长度必须通过寻找到结尾零字符来计算)的混合型字符串。BSTR 属于Unicode字符串,字符串中预置了字符串长度值,并且用一个零字符来结尾。下面是一个"Bob"的 BSTR字符串: 注意,字符串长度值是一个DWORD类型值,给出字符串的字节长度,但不包括结尾零。在上例,"Bob"含有3个 Unicode字符(不计结尾零),6个字节长。因为明确给出了字符串长度,所以当BSTR数据在不同的处理器和计算机之间传送时,COM库能够知道应该传送的数据量。附带说一下,BSTR可以包含任何数据块,不单是字符。它甚至可以包容内嵌零字符数据。这些不在本文讨论范围。C++中的BSTR变量其实就是指向字符串首字符的指针。BSTR是这样定义的:typedef OLECHAR* BSTR;这个定义很糟糕,因为事实上BSTR与Unicode字符串不一样。有了这个类型定义,就越过了类型检查,可以混合使用LPOLESTR和BSTR。向一个需要LPCOLESTR (或 LPCWSTR)类型数据的函数传递BSTR数据是安全的,反之则不然。所以要清楚了解函数所需的字符串类型,并向函数传递正确类型的字符串。要知道为什么向一个需要BSTR类型数据的函数传递LPCWSTR类型数据是不安全的,就别忘了BSTR必须在字符串开头的四个字节保留字符串长度值。但 LPCWSTR字符串中没有这个值。当其它的处理过程(如Word)要寻找BSTR的长度值时就会找到一堆垃圾或堆栈中的其它数据或其它随机数据。这就导致方法失效,当长度值太大时将导致崩溃。许多应用接口都使用BSTR,但都用到二个最重要的函数来构造和析构BSTR。就是SysAllocString ()和SysFreeString()函数。SysAllocString()将Unicode字符串拷贝到BSTR,SysFreeString()释放BSTR。示例如下:BSTR bstr = NULL;bstr = SysAllocString ( L"Hi Bob!" );if ( NULL == bstr )// 内存溢出// 这里使用bstrSysFreeString ( bstr );当然,各种BSTR包装类都会小心地管理内存。自动接口中的另一个数据类型是VARIANT。它用于在无类型语言,诸如JScript,VBScript,以及 Visual Basic,之间传递数据。VARIANT可以包容许多不用类型的数据,如long和IDispatch*。如果VARIANT包含一个字符串,这个字符串是BSTR类型。在下文的VARIANT包装类中我还会谈及更多的VARIANT。C++字符串完全指南 - 各种字符串类- CRT类_bstr_t 字符串包装类  我已经说明了字符串的各种类型,现在讨论包装类。对于每个包装类,我都会说明它的对象构造过程和如何转换成C类型字符串指针。应用接口的调用,或构造另一个不同类型的字符串类,大多都要用到C类型指针。本文不涉及类的其它操作,如排序和比较等。  再强调一下,在完全了解转换结果之前不要随意使用强制类型转换。CRT类_bstr_t  _bstr_t 是BSTR的完全包装类。实际上,它隐含了BSTR。它提供多种构造函数,能够处理隐含的C类型字符串。但它本身却不提供BSTR的处理机制,所以不能作为COM方法的输出参数[out]。如果要用到BSTR* 类型数据,用ATL的CComBSTR类更为方便。  _bstr_t 数据可以传递给需要BSTR数据的函数,但必须满足以下三个条件:  首先,_bstr_t 具有能够转换为wchar_t*类型数据的函数。  其次,根据BSTR定义,使得wchar_t* 和BSTR对于编译器来说是相同的。  第三,_bstr_t内部保留的指向内存数据块的指针 wchar_t* 要遵循BSTR格式。  满足这些条件,即使没有相应的BSTR转换文档,_bstr_t 也能正常工作。示例如下:// 构造 _bstr_t bs2 = L"wide char string"; // 从LPCWSTR构造_bstr_t bs1 = "char string";// 从LPCSTR构造 _variant_t v = "Bob";_bstr_t bs3 = bs1;// 拷贝另一个 _bstr_t_bstr_t bs4 = v;// 从一个含有字符串的 _variant_t 构造// 数据萃取LPCSTR psz1 = bs1;      // 自动转换到MBCS字符串LPCSTR psz2 = (LPCSTR) bs1;  // cast OK, 同上LPCWSTR pwsz1 = bs1;         // 返回内部的Unicode字符串LPCWSTR pwsz2 = (LPCWSTR) bs1;// cast OK, 同上BSTR  bstr = bs1.copy();  // 拷贝bs1, 返回BSTR// ... SysFreeString ( bstr );  注意,_bstr_t 也可以转换为char* 和 wchar_t*。这是个设计问题。虽然char* 和 wchar_t*不是常量指针,但不能用于修改字符串,因为可能会打破内部BSTR结构。_variant_t _variant_t   _variant_t 是VARIANT的完全包装类。它提供多种构造函数和数据转换函数。本文仅讨论与字符串有关的操作。// 构造_variant_t v1 = "char string"; // 从LPCSTR 构造_variant_t v2 = L"wide char string"; // 从LPCWSTR 构造_bstr_t bs1 = "Bob";_variant_t v3 = bs1; // 拷贝一个 _bstr_t 对象// 数据萃取_bstr_t bs2 = v1; // 从VARIANT中提取BSTR_bstr_t bs3 = ( _bstr_t ) v1; // cast OK, 同上  注意,_variant_t 方法在转换失败时会抛出异常,所以要准备用catch 捕捉_com_error异常。  另外要注意 _variant_t 不能直接转换成MBCS字符串。要建立一个过渡的_bstr_t 变量,用其它提供转换Unicode到MBCS的类函数,或ATL转换宏来转换。  与_bstr_t 不同,_variant_t 数据可以作为参数直接传送给COM方法。_variant_t 继承了VARIANT类型,所以在需要使用VARIANT的地方使用_variant_t 是C++语言规则允许的。C++字符串完全指南 - STL和ATL类STL类 STL类STL只有一个字符串类,即basic_string。basic_string管理一个零结尾的字符数组。字符类型由模板参数决定。通常,basic_string被处理为不透明对象。可以获得一个只读指针来访问缓冲区,但写操作都是由basic_string的成员函数进行的。basic_string预定义了二个特例:string,含有char类型字符;which,含有wchar_t类型字符。没有内建的TCHAR特例,可用下面的代码实现:// 特例化typedef basic_string tstring; // TCHAR字符串// 构造string str = "char string"; // 从LPCSTR构造wstring wstr = L"wide char string"; // 从LPCWSTR构造tstring tstr = _T("TCHAR string"); // 从LPCTSTR构造// 数据萃取LPCSTR psz = str.c_str(); // 指向str缓冲区的只读指针LPCWSTR pwsz = wstr.c_str(); // 指向wstr缓冲区的只读指针LPCTSTR ptsz = tstr.c_str(); // 指向tstr缓冲区的只读指针与_bstr_t 不同,basic_string不能在字符集之间进行转换。但是如果一个构造函数接受相应的字符类型,可以将由c_str()返回的指针传递给这个构造函数。例如:// 从basic_string构造_bstr_t _bstr_t bs1 = str.c_str(); // 从LPCSTR构造 _bstr_t_bstr_t bs2 = wstr.c_str(); // 从LPCWSTR构造 _bstr_tATL类CComBSTRCComBSTR 是ATL的BSTR包装类。某些情况下比_bstr_t 更有用。最主要的是,CComBSTR允许操作隐含BSTR。就是说,传递一个CComBSTR对象给COM方法时,CComBSTR对象会自动管理BSTR内存。例如,要调用下面的接口函数:// 简单接口struct IStuff : public IUnknown{// 略去COM程序...STDMETHOD(SetText)(BSTR bsText);STDMETHOD(GetText)(BSTR* pbsText);};CComBSTR 有一个BSTR操作方法,能将BSTR直接传递给SetText()。还有一个引用操作(operator &)方法,返回BSTR*,将BSTR*传递给需要它的有关函数。CComBSTR bs1;CComBSTR bs2 = "new text";pStuff->GetText ( &bs1 );    // ok, 取得内部BSTR地址pStuff->SetText ( bs2 );    // ok, 调用BSTR转换pStuff->SetText ( (BSTR) bs2 ); // cast ok, 同上CComVariant CComBSTR有类似于 _bstr_t 的构造函数。但没有内建MBCS字符串的转换函数。可以调用ATL宏进行转换。// 构造CComBSTR bs1 = "char string"; // 从LPCSTR构造CComBSTR bs2 = L"wide char string"; // 从LPCWSTR构造CComBSTR bs3 = bs1; // 拷贝CComBSTRCComBSTR bs4;bs4.LoadString ( IDS_SOME_STR ); // 从字符串表加载// 数据萃取BSTR bstr1 = bs1; // 返回内部BSTR,但不可修改!BSTR bstr2 = (BSTR) bs1; // cast ok, 同上BSTR bstr3 = bs1.Copy(); // 拷贝bs1, 返回BSTRBSTR bstr4;bstr4 = bs1.Detach(); // bs1不再管理它的BSTR// ...SysFreeString ( bstr3 );SysFreeString ( bstr4 );上面的最后一个示例用到了Detach()方法。该方法调用后,CComBSTR对象就不再管理它的BSTR或其相应内存。所以bstr4就必须调用SysFreeString()。最后讨论一下引用操作符(operator &)。它的超越使得有些STL集合(如list)不能直接使用CComBSTR。在集合上使用引用操作返回指向包容类的指针。但是在CComBSTR上使用引用操作,返回的是BSTR*,不是CComBSTR*。不过可以用ATL的CAdapt类来解决这个问题。例如,要建立一个CComBSTR的队列,可以声明为:std::list< CAdapt> bstr_list;CAdapt 提供集合所需的操作,是隐含于代码的。这时使用bstr_list 就象在操作一个CComBSTR队列。CComVariantCComVariant 是VARIANT的包装类。但与 _variant_t 不同,它的VARIANT不是隐含的,可以直接操作类里的VARIANT成员。CComVariant 提供多种构造函数和多类型操作。这里只介绍与字符串有关的操作。// 构造CComVariant v1 = "char string";    // 从LPCSTR构造CComVariant v2 = L"wide char string"; // 从LPCWSTR构造CComBSTR bs1 = "BSTR bob";CComVariant v3 = (BSTR) bs1;     // 从BSTR拷贝// 数据萃取CComBSTR bs2 = v1.bstrVal;      // 从VARIANT提取BSTR跟_variant_t 不同,CComVariant没有不同VARIANT类型之间的转换操作。必须直接操作VARIANT成员,并确定该VARIANT的类型无误。调用ChangeType()方法可将CComVariant数据转换为BSTR。CComVariant v4 = ... // 从某种类型初始化 v4CComBSTR bs3;if ( SUCCEEDED( v4.ChangeType ( VT_BSTR ) ))  bs3 = v4.bstrVal;跟 _variant_t 一样,CComVariant不能直接转换为MBCS字符串。要建立一个过渡的_bstr_t 变量,用其它提供转换Unicode到MBCS的类函数,或ATL转换宏来转换。ATL转换宏ATL的字符串转换宏可以方便地转换不同编码的字符,用在函数中很有效。宏按照[source type]2[new type] 或 [source type]2C[new type]格式命名。后者转换为一个常量指针 (名字内含"C")。类型缩写如下: A:MBCS字符串,char* (A for ANSI)  W:Unicode字符串,wchar_t* (W for wide)  T:TCHAR字符串,TCHAR*  OLE:OLECHAR字符串,OLECHAR* (实际等于W)  BSTR:BSTR (只用于目的类型) 例如,W2A() 将Unicode字符串转换为MBCS字符串,T2CW()将TCHAR字符串转换为Unicode字符串常量。要使用宏转换,程序中要包含atlconv.h头文件。可以在非ATL程序中使用宏转换,因为头文件不依赖其它的ATL,也不需要 _Module全局变量。如在函数中使用转换宏,在函数起始处先写上USES_CONVERSION宏。它表明某些局部变量由宏控制使用。转换得到的结果字符串,只要不是BSTR,都存储在堆栈中。如果要在函数外使用这些字符串,就要将这些字符串拷贝到其它的字符串类。如果结果是BSTR,内存不会自动释放,因此必须将返回值分配给一个BSTR变量或BSTR的包装类,以避免内存泄露。下面是若干宏转换示例:// 带有字符串的函数:void Foo ( LPCWSTR wstr );void Bar ( BSTR bstr );// 返回字符串的函数:void Baz ( BSTR* pbstr );#include main(){using std::string;USES_CONVERSION;  // 声明局部变量由宏控制使用// 示例1:送一个MBCS字符串到Foo()LPCSTR psz1 = "Bob";string str1 = "Bob";Foo ( A2CW(psz1) );Foo ( A2CW(str1.c_str()) );// 示例2:将MBCS字符串和Unicode字符串送到Bar()LPCSTR psz2 = "Bob";LPCWSTR wsz = L"Bob";BSTR bs1;CComBSTR bs2;bs1 = A2BSTR(psz2);     // 创建 BSTRbs2.Attach ( W2BSTR(wsz) ); // 同上,分配到CComBSTRBar ( bs1 );Bar ( bs2 );SysFreeString ( bs1 );   // 释放bs1// 不必释放bs2,由CComBSTR释放。// 示例3:转换由Baz()返回的BSTRBSTR bs3 = NULL;string str2;Baz ( &bs3 );     // Baz() 填充bs3内容str2 = W2CA(bs3);   // 转换为MBCS字符串SysFreeString ( bs3 ); // 释放bs3}可以看到,向一个需要某种类型参数的函数传递另一种类型的参数,用宏转换是非常方便的。C++字符串完全指南 - MFC类MFC类 CStringMFC的CString含有TCHAR,它的实际字符类型取决于预处理标记的设置。通常,CString象STL字符串一样是不透明对象,只能用CString的方法来修改。CString比STL字符串更优越的是它的构造函数接受MBCS和Unicode字符串。并且可以转换为LPCTSTR,因此可以向接受LPCTSTR的函数直接传递CString对象,不必调用c_str()方法。// 构造CString s1 = "char string"; // 从LPCSTR构造CString s2 = L"wide char string"; // 从LPCWSTR构造CString s3 ( &#39; &#39;, 100 ); // 预分配100字节,填充空格CString s4 = "New window text";// 可以在LPCTSTR处使用CString:SetWindowText ( hwndSomeWindow, s4 );// 或者,显式地做强制类型转换:SetWindowText ( hwndSomeWindow, (LPCTSTR) s4 );也可以从字符串表加载字符串。CString通过LoadString()来构造对象。用Format()方法可有选择地从字符串表读取一定格式的字符串。// 从字符串表构造/加载CString s5 ( (LPCTSTR) IDS_SOME_STR ); // 从字符串表加载CString s6, s7;// 从字符串表加载 s6.LoadString ( IDS_SOME_STR );// 从字符串表加载打印格式的字符串 s7.Format ( IDS_SOME_FORMAT, "bob", nSomeStuff, ... );第一个构造函数看上去有点怪,但它的确是文档标定的字符串加载方式。注意,CString只允许一种强制类型转换,即强制转换为LPCTSTR。强制转换为LPTSTR (非常量指针)是错误的。按照老习惯,将CString强制转换为LPTSTR只能伤害自己。有时在程序中没有发现出错,那只是碰巧。转换到非常量指针的正确方法是调用GetBuffer()方法。下面以往队列加入元素为例说明如何正确地使用CString:CString str = _T("new text");LVITEM item = {0};item.mask = LVIF_TEXT; item.iItem = 1; item.pszText = (LPTSTR)(LPCTSTR) str; // 错! item.pszText = str.GetBuffer(0);   // 正确ListView_SetItem ( &item ); str.ReleaseBuffer(); // 将队列返回给strpszText成员是LPTSTR,一个非常量指针,因此要用str的GetBuffer()。GetBuffer()的参数是CString分配的最小缓冲区。如果要分配一个1K的TCHAR,调用GetBuffer(1024)。参数为0,只返回指向字符串的指针。上面示例的出错语句可以通过编译,甚至可以正常工作,如果恰好就是这个类型。但这不证明语法正确。进行非常量的强制类型转换,打破了面向对象的封装原则,并逾越了CString的内部操作。如果你习惯进行这样的强制类型转换,终会遇到出错,可你未必知道错在何处,因为你到处都在做这样的转换,而代码也都能运行。知道为什么人们总在抱怨有缺陷的软件吗?不正确的代码就臭虫的滋生地。然道你愿意编写明知有错的代码让臭虫有机可乘?还是花些时间学习CString的正确用法让你的代码能够100%的正确吧。CString还有二个函数能够从CString中得到BSTR,并在必要时转换成Unicode。那就是AllocSysString()和SetSysString()。除了SetSysString()使用BSTR*参数外,二者一样。// 转换成BSTRCString s5 = "Bob!";BSTR bs1 = NULL, bs2 = NULL;bs1 = s5.AllocSysString(); s5.SetSysString ( &bs2 );// ... SysFreeString ( bs1 ); SysFreeString ( bs2 );COleVariant 与CComVariant 非常相似。COleVariant 继承于VARIANT,可以传递给需要VARIANT的函数。但又与CComVariant 不同,COleVariant 只有一个LPCTSTR的构造函数,不提供单独的LPCSTR和LPCWSTR的构造函数。在大多情况下,没有问题,因为总是愿意把字符串处理为LPCTSTR。但你必须知道这点。COleVariant 也有接受CString的构造函数。// 构造CString s1 = _T("tchar string");COleVariant v1 = _T("Bob"); // 从LPCTSTR构造COleVariant v2 = s1; // 从CString拷贝对于CComVariant,必须直接处理VARIANT成员,用ChangeType()方法在必要时将其转换为字符串。但是,COleVariant::ChangeType() 在转换失败时会抛出异常,而不是返回HRESULT的出错码。// 数据萃取COleVariant v3 = ...; // 从某种类型构造v3BSTR bs = NULL;try  {  v3.ChangeType ( VT_BSTR );  bs = v3.bstrVal;  } catch ( COleException* e )  {  // 出错,无法转换  }SysFreeString ( bs );WTL类 WTL类CStringWTL的CString与MFC的CString的行为完全相同,参阅上面关于MFC CString的说明即可。CLR 及 VC 7 类System::String 是.NET的字符串类。在其内部,String对象是一个不变的字符序列。任何操作String对象的String方法都返回一个新的String对象,因为原有的String对象要保持不变。String类有一个特性,当多个String都指向同一组字符集时,它们其实是指向同一个对象。Managed Extensions C++ 的字符串有一个新的前缀S,用来表明是一个managed string字符串。// 构造String* ms = S"This is a nice managed string";可以用unmanaged string字符串来构造String对象,但不如用managed string构造String对象有效。原因是所有相同的具有S前缀的字符串都指向同一个对象,而unmanaged string没有这个特点。下面的例子可以说明得更清楚些:String* ms1 = S"this is nice";String* ms2 = S"this is nice";String* ms3 = L"this is nice";Console::WriteLine ( ms1 == ms2 ); // 输出trueConsole::WriteLine ( ms1 == ms3); // 输出false要与没有S前缀的字符串做比较,用String::CompareTo()方法来实现,如:Console::WriteLine ( ms1->CompareTo(ms2) ); Console::WriteLine ( ms1->CompareTo(ms3) );二者都输出0,说明字符串相等。在String和MFC 7的CString之间转换很容易。CString可以转换为LPCTSTR,String有接受char* 和 wchar_t* 的二种构造函数。因此可以直接把CString传递给String的构造函数:CString s1 ( "hello world" ); String* s2 ( s1 ); // 从CString拷贝反向转换的方法也类似:String* s1 = S"Three cats"; CString s2 ( s1 );可能有点迷惑。从VS.NET开始,CString有一个接受String对象的构造函数,所以是正确的。CStringT ( System::String* pString );为了加速操作,有时可以用基础字符串(underlying string):String* s1 = S"Three cats";Console::WriteLine ( s1 );const __wchar_t __pin* pstr = PtrToStringChars(s1);for ( int i = 0; i < wcslen(pstr); i++ )  (*const_cast<__wchar_t*>(pstr+i))++;Console::WriteLine ( s1 );PtrToStringChars() 返回指向基础字符串的 const __wchar_t* 指针,可以防止在操作字符串时,垃圾收集器去除该字符串。C++字符串完全指南 - 总结字符串类的打印格式函数对字符串包装类使用printf()或其它类似功能的函数时要特别小心。包括sprintf()函数及其变种,以及TRACE 和ATLTRACE 宏。它们的参数都不做类型检验,一定要给它们传递C语言字符串,而不是整个string对象。例如,要向ATLTRACE()传递一个_bstr_t 里的字符串,必须显式用(LPCSTR)或 (LPCWSTR)进行强制类型转换:_bstr_t bs = L"Bob!";ATLTRACE("The string is: %s in line %d/n", (LPCSTR) bs, nLine);如果忘了用强制类型转换,直接把整个 _bstr_t 对象传递给ATLTRACE,跟踪消息将输出无意义的东西,因为_bstr_t 变量内的所有数据都进栈了。所有类的总结常用的字符串类之间的转换方法是:将源字符串转换为C类型字符串指针,然后将该指针传递给目标类的构造函数。下面列出将字符串转换为C类型指针的方法,以及哪些类的构造函数接受C类型指针。附注:虽然 _bstr_t 可以转换为非常量指针,但对内部缓冲区的修改可能导致内存溢出,或在释放BSTR时导致内存泄露。bstr_t 的BSTR内含 wchar_t* 变量,所以可将const wchar_t* 转换到BSTR。但这个用法将来可能会改变,使用时要小心。 如果转换到BSTR失败,将抛出异常。 用ChangeType()处理VARIANT的bstrVal。在MFC,转换失败将抛出异常。 虽然没有BSTR的转换函数,但AllocSysString()可返回一个新的BSTR。 用GetBuffer()方法可临时得到一个非常量TCHAR指针。
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