C++中用<、>运算符比较字符串字面量为何结果不符合预期？

现象说明 #

直接用</>运算符比较C++字符串字面量时，不会按字典序比较，而是得到固定的结果。比如下面两段代码：

第一段代码：

#include <iostream>
int main () {
    std::cout << ("70" < "60") << '\n';
    std::cout << ("60" < "70") << '\n';
    return 0;
}

第二段代码：

#include <iostream>
int main() {
    std::cout << ("60" < "70") << '\n';
    std::cout << ("70" < "60") << '\n';
    return 0;
}

两段代码的输出完全一致：

1
0

同时std::less<>()也会出现同样的问题，但std::less<std::string>()能给出正确的字典序比较结果。

原因解析 #

1. 字符串字面量的本质：C++中的字符串字面量（比如"60"、"70"）属于const char[]类型，当用</>运算符直接比较它们时，数组类型会隐式退化为指针，此时比较的是两个字符串字面量在内存中的存储地址，而非字符串内容的字典序。

2. 字符串池的影响：编译器通常会把程序中出现的字符串字面量存入全局的“字符串池”，相同内容的字面量共享同一内存地址，但不同内容的字面量地址是编译期就确定的。比如例子里的"60"和"70"是不同的字面量，它们的内存地址大小关系固定，所以不管调换代码中的比较顺序，结果都不会变。

3. std::less的区别：

   • std::less<>()是默认模板特化，针对指针类型直接比较地址值，所以和直接用<运算符结果一致；
   • std::less<std::string>()会先把字符串字面量隐式转换为std::string对象，再调用std::string的<运算符——这个运算符是专门针对字符串内容做字典序比较的，因此能得到正确结果。

正确的字符串比较方式 #

如果要对字符串字面量做字典序比较，推荐两种方式：

• 使用C标准库的strcmp函数：strcmp("70", "60") > 0表示"70"字典序大于"60"；
• 先将字面量转换为std::string再比较：std::string("70") < std::string("60")，或直接用std::less<std::string>()("70", "60")。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者vss2sn