기존 C 언어에서는 문자의 나열 과 마지막에 '\0' 을 넣어 문자열을 표현합니다.

그에 반해 std::string 은 문자의 나열과 길이로 문자열을 표현합니다. 따라서 마지막에 '\0' 을 넣지 않아도 문자열의 끝을 알 수 있습니다.

예를들어 "hello" 를 std::string 변수에 넣는다면, 문자열의 길이인 5와 문자들인 (h, e, l, l, o) 가 저장됩니다. 따라서 operator[] 를 통해 인덱스 5 에 접근하려 한다면 문자열의 범위를 넘어서기 때문에 std::out_of_range 예외를 발생합니다. 참고로 operator[] 에서 예외 발생은 표준 사항이 아니기 때문에 발생하지 않을 수도 있습니다.

하지만 실제로 std::string 은 NULL('\0') 로 끝나는 문자열과의 호환성을 위해서 메모리 상에 '\0' 을 포함하여 문자열을 저장합니다. 다만 operator[] 를 통한 '\0' 에 대한 접근을 허용하지 않을 뿐입니다. 그리고 이 때 저장되는 '0' 은 호환용일 뿐 문자열의 길이를 계산 한다거나 다른 용도로는 사용되지 않습니다.

따라서 문자열의 끝을 확인하기 위해서 '\0' 검사를 하실 필요가 없습니다. 이미 문자열의 길이는 저장되어 length() 또는 size() 를 통해 가져올 수 있기 때문입니다.

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string v = "hello";
    for (std::size_t i = 0; i < v.size(); ++i)
        std::cout << v[i];
    return 0;
}

위에서 말씀 드렸듯이 std::string 은 호환을 위해서 c_str() 이란 멤버 함수를 갖고 있습니다. 이 함수는 char const* 주소를 반환하며 이 방식으로는 문자열의 길이를 알 수 없기 때문에 '\0' 검사를 통해 문자열의 끝을 확인해야합니다.

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string v = "hello";
    char const* p = v.c_str();
    for (; *p != '\0'; ++p)
        std::cout << *p;
    return 0;
}

정리하면 아래와 같습니다.

std::string 은 문자열을 메모리에 저장할 때 실제론 '\0' 을 포함하지만 개념상 \0 에 대한 접근을 허용하지 않는다. 또한 문자열의 길이를 이미 갖고 있기 때문에 '\0' 탐색을 통해 길이를 계산하지 않아도 문자열의 끝을 알 수 있다.

디버거가 보여주는 std::string 은 '\0' 이 저장된 것을 보여주지 않을 수 있습니다. std::string 개념 상 구지 보여줄 필요가 없기 때문입니다.

이를 직접 확인하기 위해서 아래와 같은 코드를 작성할 수 있습니다.

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string v = "hello";

    char const* str1 = v.c_str();
    char const* str2 = &v[0];

    std::cout << "address of 'str1': " << static_cast<void const*>(str1) << std::endl;
    std::cout << "address of 'str2': " << static_cast<void const*>(str2) << std::endl;
    std::cout << std::endl;

    for (std::size_t i = 0, size = v.size() + 1; i < size; ++i) {
        std::cout << "str1[" << i << "]: " << str1[i] << " (" << static_cast<int>(str1[i]) << ")" << std::endl;
    }

    for (std::size_t i = 0, size = v.size() + 1; i < size; ++i) {
        std::cout << "str2[" << i << "]: " << str2[i] << " (" << static_cast<int>(str2[i]) << ")" << std::endl;
    }

    return 0;
}

char const* str1 = v.c_str(); 를 통해 v 에 대한 NULL 로 끝나는 문자열을 가져옵니다. 이 문자열은 당연히 문자열 끝에 '\0' 이 존재 합니다.

char const* str2 = &v[0]; 는 v 첫 번째 문자가 있는 주소를 가져옵니다. std::string 은 연속된 메모리 공간에 문자를 저장하기 때문에 str2 를 통해 뒤의 문자들도 읽어 올 수 있습니다.

그리고 str1 과 str2 가 동일한 주소라면, str2 도 문자열 끝에 '\0' 이 저장되어 있을 것 입니다.

위 코드를 실행 해보면 아래와 같은 결과를 볼 수 있습니다.

address of 'str1': 0x7fffe79ab658
address of 'str2': 0x7fffe79ab658

str1[0]: h (104)
str1[1]: e (101)
str1[2]: l (108)
str1[3]: l (108)
str1[4]: o (111)
str1[5]:  (0)
str2[0]: h (104)
str2[1]: e (101)
str2[2]: l (108)
str2[3]: l (108)
str2[4]: o (111)
str2[5]:  (0)

str1 과 str2 는 동일한 주소라는 것을 알 수 있습니다. 각각의 문자열의 0~5 인덱스를 출력한 결과를 보면 인덱스 5 에 '\0' 이 있는것을 확인할 수 있습니다.

즉, c_str() 을 통해 가져온 주소는 결국 std::string 에서 직접 문자를 저장하고 있는 공간의 주소라는 것을 알 수 있습니다.

이런 것들을 보아 std::string 은 갖고 있는 문자들의 나열 뒤에 '\0' 을 포함시키고 있는 것을 알 수 있습니다.