C++11移动堆字符数组构造std::string避免二次内存分配

诉求说明 #

查阅相关技术回答后发现该需求看似无法实现，在将问题标记为重复前先明确具体诉求：
当前使用的环境不支持C++20，无法使用std::format，需要实现snprintf风格的字符串格式化逻辑，且全程仅进行一次堆内存分配。
现有不少公开示例建议直接操作std::string::data()或std::string::c_str()返回的指针写入格式化结果，但这种方式存在严重安全隐患：std::string自行管理内部内存，其存储地址不保证恒定，直接操作该类指针属于未定义行为。
初步实现思路为：

• 调用_vscprintf获取格式化后字符串的准确长度
• 在堆上分配大小匹配的char数组
• 调用vsnprintf将格式化结果写入该数组
• 直接将这块堆内存的所有权转移给待返回的std::string对象，避免std::string构造时重复分配堆内存、拷贝数据的额外开销
  对应实现代码如下：

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdarg>
#include <cstdio>

std::string Somefunction(const char* formatstring, ...){
    // 先获取格式化结果的实际长度，避免递归重分配带来的效率损耗
    va_list sizeVl;
    va_start(sizeVl, formatstring);
    const int formatSize = _vscprintf(formatstring, sizeVl);
    va_end(sizeVl);

    if (formatSize < 1){
        return{};
    }

    // 分配与结果长度匹配的堆内存，也可使用vector<char>等其他容器实现相同目标
    char* tempString = new char[formatSize + 1];

    va_list vl;
    va_start(vl, formatstring);
    const int actualLength = vsnprintf(tempString, formatSize, formatstring, vl);
    va_end(vl);

    if (actualLength <= formatSize){
        tempString[actualLength] = '\0';
        // 核心诉求：不希望std::string重新在堆上分配内存，直接转移已有堆内存的所有权
        std::string output("Ideally I move the memory here");
        return output;
    }
    delete[] tempString;
    return{};
}

待咨询问题 #

• 是否真的无法实现这种内存所有权转移的逻辑？
• 如果std::string不支持该能力，是否存在其他可安全传入vsnprintf作为写入缓冲区、且能将内存所有权安全转移给std::string的字符容器？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Natio2