C++ 字符串完全指引（二）：主流字符串封裝類詳解與轉換大全

前言

C 風格字符串易出錯且難管理，甚至成緩沖區溢出攻擊目標，故衍生出眾多封裝類。但面對 Win32 API、MFC、STL、WTL、VC 運行庫中的各類字符串類，開發者常不知該用哪個，也不知如何互轉。本文系統介紹所有主流字符串類的用法、構造與轉換方法。

鐵律 #1： 除非文檔明確支持，絕不使用 cast 進行字符串類型轉換。cast 不執行任何實際轉換，僅關閉編譯器類型檢查，運行時極易崩潰。

C 風格字符串與 typedef 回顧

OLE 相關：OLECHAR 通常為 wchar_t，LPOLESTR/LPCOLESTR 對應指針。宏 _T(x)、OLESTR(x) 用於字面量跨編碼編譯。

COM 字符串：BSTR 與 VARIANT

BSTR：Pascal 風格（長度前綴）+ C 風格（雙零結尾）混合體。指向數據首字符的指針，長度存於前 4 字節。分配/釋放用 SysAllocString/SysFreeString。

VARIANT：無類型語言交互容器，含字符串時存為 BSTR。

各類字符串封裝類詳解

CRT 提供的類

_bstr_t：BSTR 完整封裝

隱藏底層 BSTR，提供豐富構造/轉換操作符。無訪問 BSTR* 的操作符，不可作輸出參數傳給 COM 方法（需用 CComBSTR）。但滿足三條件時可隱式轉 BSTR：有 wchar_t* 轉換函數、BSTR 定義等同 wchar_t*、內部按 BSTR 格式存儲。

// 構造
_bstr_t bs1 = "char string";        // from LPCSTR
_bstr_t bs2 = L"wide string";       // from LPCWSTR
_bstr_t bs3 = bs1;                  // copy
_variant_t v = "Bob"; _bstr_t bs4 = v; // from _variant_t

// 提取
LPCSTR psz1 = bs1;                  // 自動轉 MBCS
LPCWSTR pwsz1 = bs1;                // 內部 Unicode
BSTR bstr = bs1.copy();             // 複製為 BSTR，需手動 SysFreeString

注意：提供 char*/wchar_t* 非 const 轉換操作符，但絕不可修改緩衝區，否則破壞 BSTR 結構。

_variant_t：VARIANT 完整封裝

提供大量構造/轉換函數。字符串相關：

_variant_t v1 = "char str"; _variant_t v2 = L"wide str";
_bstr_t bs1 = "Bob"; _variant_t v3 = bs1;

// 提取
_bstr_t bs2 = v1; _bstr_t bs3 = (_bstr_t)v1; // cast 合法

// 注意：轉換失敗拋 _com_error 異常；無直接轉 MBCS，需中轉 _bstr_t 或用 ATL 宏。

可直接傳給接收 VARIANT 的 COM 方法（繼承自 VARIANT）。

STL 類：basic_string

管理以零結尾的字符數組，視為不透明對象，寫操作必須用成員函數。兩大特化：string (char)、wstring (wchar_t)。無內置 TCHAR 版，可自定：typedef basic_string tstring;

string str = "char"; wstring wstr = L"wide"; tstring tstr = _T("TCHAR");
// 提取：只讀指針
LPCSTR psz = str.c_str(); LPCWSTR pwsz = wstr.c_str(); LPCTSTR ptsz = tstr.c_str();

無跨字符集直接轉換，但可將 c_str() 傳給其他類構造函數：_bstr_t bs1 = str.c_str();

ATL 類

CComBSTR：BSTR 封裝，支援輸出參數

亮點：提供 operator BSTR() 與 operator &()（返回 BSTR*），可直接傳給 COM 方法的 BSTR 與 BSTR* 參數。自動管理內存。

CComBSTR bs1; CComBSTR bs2 = "new text";
pStuff->GetText(&bs1); // 取址傳 BSTR*
pStuff->SetText(bs2);  // 隱式轉 BSTR

// 構造/提取
CComBSTR bs1 = "char"; CComBSTR bs2 = L"wide";
BSTR bstr1 = bs1;               // 內部 BSTR，勿修改
BSTR bstr3 = bs1.Copy();        // 複製，需 SysFreeString
BSTR bstr4 = bs1.Detach();      // 脫管，需手動釋放

無內置轉 MBCS，需用 ATL 轉換宏。operator & 導致不能直接放入 STL 容器，解決方案：std::list>。

CComVariant：VARIANT 封裝，需直接訪問成員

CComVariant v1 = "char"; CComVariant v2 = L"wide";
CComBSTR bs1 = "BSTR bob"; CComVariant v3 = (BSTR)bs1;

// 提取：直接訪問 bstrVal
CComBSTR bs2 = v1.bstrVal;
// 轉型需用 ChangeType()
CComVariant v4 = ...; CComBSTR bs3;
if (SUCCEEDED(v4.ChangeType(VT_BSTR))) bs3 = v4.bstrVal;

同無直接轉 MBCS。

ATL 轉換宏：編碼間轉換利器

命名模式：[源]2[目] 或 [源]2C[目]（C 表常量）。簡稱：A=MBCS、W=Unicode、T=TCHAR、OLE=OLECHAR、BSTR=目標類型。
使用步驟：#include ，函數開頭放 USES_CONVERSION。
目標非 BSTR 時結果在棧上，需拷貝延長壽命；目標為 BSTR 時必須賦值給變量/封裝類防洩漏。

void Foo(LPCWSTR); void Bar(BSTR); void Baz(BSTR*);
#include 
main() {
    USES_CONVERSION;
    LPCSTR psz = "Bob"; string str = "Bob";
    Foo(A2CW(psz)); Foo(A2CW(str.c_str()));           // MBCS → Unicode
    BSTR bs1 = A2BSTR(psz); CComBSTR bs2; bs2.Attach(W2BSTR(L"Bob")); // → BSTR
    Bar(bs1); Bar(bs2); SysFreeString(bs1);
    BSTR bs3; Baz(&bs3); string str2 = W2CA(bs3); SysFreeString(bs3); // BSTR → MBCS
}

MFC / WTL 類：CString

基於 TCHAR，行為類似 STL string（不透明對象）。優勢：同時接受 MBCS/Unicode 構造，有 LPCTSTR 轉換符，可直接傳給 API。唯一合法 cast 為 LPCTSTR，cast 為 LPTSTR 破壞封裝，必須用 GetBuffer()/ReleaseBuffer() 獲取可修改緩衝區。

CString s1 = "char"; CString s2 = L"wide";
SetWindowText(hwnd, s2); // 直接傳 LPCTSTR

// 從字符串表加載
CString s5((LPCTSTR)IDS_STR); // 文檔規定寫法
CString s6; s6.LoadString(IDS_STR);
CString s7; s7.Format(IDS_FMT, "bob", n);

// 正確獲取可修改緩衝區
LVITEM item = {0}; item.pszText = str.GetBuffer(0); // 而非 (LPTSTR)(LPCTSTR)str
ListView_SetItem(&item); str.ReleaseBuffer();

// 轉 BSTR
BSTR bs1 = s5.AllocSysString(); s5.SetSysString(&bs2);

COleVariant：MFC 版 VARIANT 封裝

繼承 VARIANT，僅有 LPCTSTR 和 CString 構造函數。轉換用 ChangeType()，失敗拋 COleException。

CLR / VC7 類：System::String

.NET 受控字符串，內部不可變。操作返回新對象。相同字面量共享實例。字面量前綴 S 表示受控字面量。
與 MFC7 CString 互轉簡單：CString s1("hello"); String* s2(s1); 及反向。
訪問底層：PtrToStringChars(s1) 返回 pinned 指針，防 GC 移動。

printf 族函數中使用字符串類的陷阱

printf/sprintf/TRACE/ATLTRACE 無類型檢查，必須傳 C 風格指針而非類對象。例：ATLTRACE("str: %s", (LPCSTR)bs); 忘記 cast 會輸出內部數據亂碼。

總結表：各類構造與轉換能力

¹ 即使提供非 const cast，修改緩衝區會導致 GPF/洩漏。² 內部用 wchar_t* 存 BSTR，實現細節謹慎用。³ 失敗拋異常。⁴ 需 ChangeType 後訪問 bstrVal。⁵ 無直接轉 BSTR 函數，AllocSysString 返回新 BSTR。⁶ 用 GetBuffer 臨時獲取非 const TCHAR*。