Печать адресов элементов вектора<char>показывает мусор

Question

Рассматривать:

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    vector<char> vChar;
    vChar.push_back('a');
    vChar.push_back('b');
    vChar.push_back('c');
    vChar.push_back('d');

    vector<int> vInt;
    vInt.push_back(1);
    vInt.push_back(2);
    vInt.push_back(3);
    vInt.push_back(4);

    cout << "For char vector Size:" << vChar.size() << " Capacity:" << vChar.capacity() << "\n";
    for(int i=0; i < vChar.size(); i++)
    {
        cout << "Data: " << vChar[i] << " Address:" <<  &vChar[i]  << "\n";
    }

    cout << "\nFor int vector Size:" << vInt.size() << " Capacity:" << vInt.capacity() << "\n";
    for (int i = 0; i < vInt.size(); i++)
    {
        cout << "Data: " << vInt[i] << " Address:" << &vInt[i] << "\n";
    }

    return 0;
}

Пример вывода для кода выше:

For char vector Size:4 Capacity:4
Data: a Address:abcd²²²²αPⁿ▀┬
Data: b Address:bcd²²²²αPⁿ▀┬
Data: c Address:cd²²²²αPⁿ▀┬
Data: d Address:d²²²²αPⁿ▀┬

For int vector Size:4 Capacity:4
Data: 1 Address:000001F020F80420
Data: 2 Address:000001F020F80424
Data: 3 Address:000001F020F80428
Data: 4 Address:000001F020F8042C

Для каждого примитивного типа данных ячейки памяти являются смежными, кроме char. Это печатает некоторое значение мусора на экране.

Я попытался добавить v.reserve(4), но результат был таким же.

Answer 1

Для каждого примитивного типа данных ячейки памяти являются смежными, за исключением char, Это печатает некоторое значение мусора на экране.

"Области памяти" являются смежными одинаково для обоих случаев. Разница лишь в том, как вы отображаете свои результаты. Когда вы делаете:

cout << "Data: " << vChar[i] << " Address:" <<  &vChar[i]  << "\n";

вы даете std::operator<<(std::basic_ostream) char*, как вы подаете заявку & (адрес) на одном char ¹ из vector, что делает его обработанным как строка в стиле C- это означает, что он ищет завершающий ноль. В вашем случае этот нуль действительно после некоторого мусора действительно. ² Но после того, как vector<int> точно так же, только вы не печатаете это. ³

Если вы хотите получить ту же распечатку, что и для vector<int>, то вы могли бы явно привести к void указатель, так std::cout будет обрабатывать его как адрес для печати (здесь перегрузка (7)), а не как строку:

cout << "Data: " << vChar[i] << " Address:" <<  static_cast<void*>(&vChar[i])  << "\n";

В этом случае вывод:

For char vector Size:4 Capacity:4
Data: a Address:0x1c39810
Data: b Address:0x1c39811
Data: c Address:0x1c39812
Data: d Address:0x1c39813

For int vector Size:4 Capacity:4
Data: 1 Address:0x1c39960
Data: 2 Address:0x1c39964
Data: 3 Address:0x1c39968
Data: 4 Address:0x1c3996c

---

¹ char& чтобы быть точным, как std::vector<T>::operator[] возвращает T&,

² Обратите внимание, что поиск этого завершающего нуля, который не был помещен вами, представляет собой неопределенное поведение, так как он потенциально делает вас доступным к памяти, к которой этот доступ не предназначен.

³ Йо может попробовать и убедиться в этом сам, если вы выполните обратное приведение в std::cout относиться к vector<int> элементы в виде строк в стиле C:

cout << "Data: " << vInt[i] << " Address:" << reinterpret_cast<char*>(&vInt[i]) << "\n";

Опять же, просто запомните, что это означает неопределенное поведение, так как код печати будет искать в памяти завершающий ноль, в то время как у вас точно не было его для его поиска.

Answer 2

std::vector<T>::operator[]() возвращается T& адрес которого в случае char будет отформатирован перегрузкой (2) из operator<<(std::basic_ostream) как если бы это была строка C-стиля с нулевым символом в конце (то есть строка, начинающаяся с &vChar[i] и останавливается на первом \0 найденный).

Чтобы заставить это работать, используйте std::cout << static_cast<const void*>(&vChar[i]) подобрать перегрузку (7) из std::basic_ostream::operator<<(),