C++98中string拼接与c_str()返回值的异常行为差异解析

首先是自定义异常类的定义：

class InvalidFormat : public std::exception
{
    private:
        std::string _exceptionValue;
    public:
        InvalidFormat(std::string str);
        const char *what() const throw();
};

下面分别分析三段实现的行为差异：

案例1：无任何输出 #

InvalidFormat::InvalidFormat(std::string str) : _exceptionValue(str) {}

const char *InvalidFormat::what() const throw() {
return ("Format is invalid => " + _exceptionValue).c_str();}

原因：("Format is invalid => " + _exceptionValue)会创建一个临时std::string对象，c_str()返回的是该临时对象内部字符数组的地址。但临时对象会在return语句执行完成后立即被销毁，对应的内存被释放，返回的指针变成悬空指针。后续读取该指针指向的内存时，已经没有有效数据，因此无任何输出。

案例2：输出随机数据 #

InvalidFormat::InvalidFormat(std::string str) : _exceptionValue(str) {}

const char *InvalidFormat::what() const throw() {
return std::string("Format is invalid => ").assign(_exceptionValue).c_str();}

原因：std::string("Format is invalid => ").assign(_exceptionValue)同样生成了临时std::string对象，assign()只是替换了这个临时对象的内容，c_str()返回的依旧是临时对象的内部指针。临时对象在return后被销毁，指针悬空。此时该内存区域可能已被其他程序数据覆盖，所以读取到的是随机垃圾数据。

案例3：输出结果正确 #

InvalidFormat::InvalidFormat(std::string str) : _exceptionValue("Format is invalid => " + str) {}

const char *InvalidFormat::what() const throw() {
return _exceptionValue.c_str();}

原因：构造阶段就把拼接完成的字符串存储到了类的成员变量_exceptionValue中。what()返回的是成员变量的c_str()指针，而成员变量的生命周期和异常对象完全一致，只要异常对象未被销毁，该指针就始终指向有效的内存区域，因此能正确输出拼接后的内容。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ethan G.