c++のstringにおける文字列の代入の扱い方がわかりません。

Question

実現したいこと

ここに実現したいことを箇条書きで書いてください。

• string で変数に代入した大文字の文字列を出力したい。

前提

ここに質問の内容を詳しく書いてください.
・文字列を大文字にして出力しようと思って試したところ｛stringで変数に空文字のままで、ある文字列の大文字をfor文を用いて、代入したとき｝・・・(1)と、｛最初に変数に大文字にする前のある文字列を代入したあとに、その文字列の大文字をfor文を用いて、代入したとき｝・・・(2)の２通りで出力される文字列が両方とも同じ大文字の文字列になると思ったところ異なり、なぜ異なるのかがわかりません。配列の番号を直接指定した際には(1)と(2)の両方とも同じ大文字の文字列が出力されるのですが、配列の番号を指定をしないと同じ文字列をfor文を用いて、代入したにも関わらず、(1)では空文字もままで(2)では目的の文字列の大文字が出力されています。原因は最初に文字列を代入するかどうかだと思ったのですが、なぜ最初に文字列を代入をするか、文字列の配列の番号を直接指定しなければ、大文字の文字列が出力されないのかがわかりません。
よろしくお願いいたします。

発生している問題・エラーメッセージ

エラーメッセージ

該当のソースコード

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

int main(){
    //ｔが空文字のとき・・・（１）
    string t,s="string";
    
    for(int i=0;i<s.size();i++){
        t[i]=toupper(s[i]);
    }
    cout<<t<<endl;

    for(int i=0;i<6;i++){
        cout<<t[i];
    }

    cout<<endl;
    
    //ここから同じ処理で
    //最初にuにも”string"を代入したとき・・・（２）
    
    string u,v="string";
    u=v;
    
    for(int i=0;i<v.size();i++){
        u[i]=toupper(v[i]);
    }
    cout<<u<<endl;

    for(int i=0;i<6;i++){
        cout<<u[i];
    }
    
    return 0;
}

試したこと

当該のソースコードにあるようにstringの文字列を空文字のままと、ある文字列を代入した時とを比較した。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

    //ｔが空文字のとき・・・（１）
    string t,s="string";
    
    for(int i=0;i<s.size();i++){
        t[i]=toupper(s[i]); // tが空文字ならt[i]は存在しない。存在しないところに代入はできない。
        // 正しくは t.push_back(toupper(s[i])); あるいは t += toupper(s[i]);
    }

Comments

[TR10]

空文字には代入はできないのですね、回答ありがとうございます。
追加でお聞きしたいのですが、空文字に代入ができないのであれば、（１）の２つ目の出力の際に、直接に配列の番号を指定してfor文を用いて出力すると、tは空文字ではなく、大文字の文字列がなぜ出力されるのですか？空文字に代入ができないのであれば、代入ができずに出力の２行目も、tは空文字で出力されるのではないかと思うのですが…

[episteme]

for ( ... ) { t[i] = toupper(s[i]); } の直後 t.size() はいくつになっていますか?
文字列の長さ(ここではt.size())を超える位置のアクセスの結果は未定義です。

[TR10]

何度もありがとうございます。番号を指定せずに、tのみで(cout<<t;)のように出力をしようとすると、t全体を出力することになるが、配列の番号が０～５番目が定義されていたとしても、６番目以降が未定義だから、０～５番目の文字も出力されずに２行目のtは空文字で出力されるという認識であってますか？

[episteme]

ごめん何言うてるかわかんない。

[TR10]

改めてみると説明不足の箇所がありました。すみません。

２行目の出力の時点で、tの配列の番号が０～５番目は定義されていた。（具体的には”STRING"）
そしてそれ以降のアクセス結果は未定義（６番目以降）の状態と回答をいただいたと認識しています。

ここからが１つ前に質問した内容で、この時点で上のソースコードに追加で(cout<<t;)と出力をしてみました。｛もし０～５番目が定義されているのなら、cout<<t;で”STRING"と表示されると考えたので）
ただ結果は空文字が出力されました。

そこでお聞きしたかったのは（１）のコードの最後にcout<<t;と加えたとき、２行目で”STRING"と出力されたにも関わらず、なぜtは”STRING”ではなく、空文字が出力されるのかということです。

[fana]

https://cpprefjp.github.io/reference/string/basic_string/op_at.html

t が空（サイズ0）な状態において
t[0] を書き換えたり，
t[1] とか t[2] にアクセスしている時点で未定義動作，ってだけの話．
「２行目の出力がどうの」とかいう，それ以降（未定義動作になるようなことをやっちゃった後）の現象について言及してても意味ないのでは．

[TR10]

そのお話を聞いて、未定義動作の説明を見てようやく疑問が解消しました。未定義動作というものの存在を知らなかったのが原因でした。お二方とも回答ありがとうございました。