C++ string中'\0'表现差异及sizeof(string)为32的问题咨询

首先明确核心规则：C++的std::string是「长度前置」的容器类型，本身不依赖'\0'判断字符串结束，'\0'对它来说只是一个普通的可存储字符，和'a'、'1'没有本质区别，两种场景的差异完全来自赋值阶段的逻辑不同：

• 第一段代码的赋值逻辑：
  你使用C风格字符串字面量"he\0llo"给std::string初始化。C风格字符串的原生规则就是「遇到第一个'\0'视为字符串结束」，std::string接收const char*参数的构造函数，默认会按照C风格字符串的规则解析输入：扫描到第一个'\0'就停止读取，所以最终只有"he"被存入string对象，length属性直接被设为2，后面的llo完全没有进入string的存储范围，自然打印的时候只能输出2个字符。
  如果需要把带中间'\0'的字符串字面量完整存入std::string，可以调用带长度参数的构造函数，例如：

string s("he\0llo", 6); // 明确指定要读取6个字符

此时s的length会是6，打印的时候会输出所有内容（'\0'在终端为不可见字符）。

• 第二段代码的赋值逻辑：
  你通过cin >> s输入内容时，cin会把读取到的所有非空白字符完整存入string，同时将length属性设置为实际输入的字符数（比如你输入hello的话，length就是5）。后续你修改s[1] = '\0'，仅仅是修改了string存储的字符数组中下标为1的字符值，完全不会修改string内部维护的length属性。
  而std::string重载的<<输出运算符，逻辑是「输出length属性指定数量的字符」，而非遇到'\0'就停止，所以会把5个字符全部输出：h + 不可见的'\0' + l + l + o，终端不会显示'\0'，所以最终你看到的输出就是hllo，length也依然是5。

sizeof是编译期运算符，计算的是类型本身占用的栈内存大小，和对象运行时存储的内容完全无关。
目前主流64位版本编译器（如GCC、Clang）的std::string实现都自带小字符串优化（SSO）：string对象本身的结构是固定大小的，包含长度计数、容量计数、以及一个共用体（要么存储指向堆内存的指针，要么存储16字节的栈上缓冲区用来放短字符串，避免频繁申请堆内存），几个部分加起来的总大小刚好是32字节。不管你的string是空的、存短字符串还是存需要开堆的长字符串，这个对象本身的栈上占用大小是固定的，所以两种场景下sizeof(s)的结果都是32。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Subhodeep