C语言—字符串数组与指针的区别

作者：追风剑情发布于：2019-10-15 21:17 分类：C

const char ar1[29] = "this is a char array.";
const char *pt1 = "this is a char array.";

数组形式(ar1[])在计算机的内存中分配为一个内含22个元素的数组（每个元素对应一个字符，还加上一个末尾的空字符‘\0’），每个元素被初始化为字符串字面量对应的字符。通常，字符串都作为可执行文件的一部分储存在数据段中。当把程序载入内存时，也载入了程序中的字符串。字符串储存在静态存储区(static memory)中。但是，程序在开始运行时才会为该数组分配内存。此时，才将字符串拷贝到数组中。注意，此时字符串有两个副本。一个是在静态内存中的字符串字面量，另一个是储存在ar1数组中的字符串。

此后，编译器便把数组名ar1识别为该数组首元素地址(&ar1[0])的别名。这里关键要理解，在数组形式中，ar1是地址常量。不能更改ar1，如果改变了ar1，则意味着改变了数组的存储位置(即地址)。可以进行类似ar1+1这样的操作，标识数组的下一个元素。但是不允许进行++ar1这样的操作。递增运算符只能用于变量名前（或概括地说，只能用于可修改的左值），不能用于常量。

指针形式(*pt1)也使得编译器为字符串在静态存储区预留22个元素的空间。另外，一旦开始执行程序，它会为指针变量pt1留出一个储存位置，并把字符串的地址储存在指针变量中。该变量最初指向该字符串的首字符，但是它的值可以改变。因此，可以使用递增运算符。例如，++pt1将指向第2个字符(h)。

字符串字面量被视为const数据。由于pt1指向这个const数据，所以应该把pt1声明为指向const数据的指针。这意味着不能用pt1改变它所指向的数据，但是仍然可以改变pt1的值(即，pt1指向的位置)。如果把一个字符串字面量拷贝给一个数组，就可以随意改变数据，除非把数组声明为const。

总之，初始化数组把静态存储区的字符串拷贝到数组中，而初始化指针只把字符串的地址拷贝给指针。

示例

//Visual Studio中加上这句才可以使用scanf()
//否则只能使用scanf_s()
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

#define MSG "I'm special"

//argc: 参数个数 argv[]: 参数数组
int main(int argc, char *argv[])
{
	char ar[] = MSG;
	const char *pt = MSG;
	printf("address of \"I'm special\": %p \n", "I'm special");
	printf("    address ar: %p\n", ar);
	printf("    address pt: %p\n", pt);
	printf("address of MSG: %p\n", MSG);
	printf("address of \"I'm special\": %p \n", "I'm special");

	system("pause");
	return 0;
}

运行测试

打印结果说明：
1、pt和MSG地址相同，说明pt指向静态存储区的I'm special
2、ar和MSG地址不同，说明ar存储的是I'm special的副本
3、I’m special字符串在程序中出现了多次，但编译器只使用了一个存储位置(因使用的编译器而异)
4、静态数据使用的内存与ar使用的动态内存不同，不仅值不同，特定编译器甚至使用不同的位数表示两种内存

示例二：数组与指针的区别

//Visual Studio中加上这句才可以使用scanf()
//否则只能使用scanf_s()
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

//argc: 参数个数 argv[]: 参数数组
int main(int argc, char *argv[])
{
	//数组名heart是常量
	char heart[] = "I love Tillie!";
	//指针名heard是变量
	const char *head = "I love Millie!";

	//两者都可以使用数组表示法
	for (int i = 0; i < 6; i++)
		putchar(heart[i]);
	putchar('\n');
	for (int i = 0; i < 6; i++)
		putchar(head[i]);
	putchar('\n');

	//两者都能进行指针加法操作
	for (int i = 0; i < 6; i++)
		putchar(*(heart + i));
	putchar('\n');
	for (int i = 0; i < 6; i++)
		putchar(*(head + i));
	putchar('\n');

	//只有指针表示法可以进行递增操作
	while (*(head) != '\0') //在字符串末尾处停止
		putchar(*(head++));//打印字符，指针指向下一个位置
	putchar('\n');
	//可以将数组赋给指针
	//head = heart;
	//不能将指针赋给数组,因为赋值运算的左侧必须是变量,
	//或者是可修改的左值,如*pt_int。
	//heart = head;//非法

	//两者都可改变数组中元素的信息
	//下面两句等效
	heart[7] = 'M';
	*(heart + 7) = 'M';

	//数组的元素是变量(除非数组被声明为const)，但是数组名不是变量。
	//未使用const限定符的指针初始化
	char * word = "frame";
	//编译器可能允许这样做，但是对当前的C标准而言，这样的行为是
	//未定义的。因为指针指向的是存储在静态区中的原始字符串，可能
	//会影响其他使用了这个字符串的地方。
	//word[1] = 'l';//未定义的行为,可能导致程序异常
	//因此，建议在把指针初始化为字符串字面量时使用const限定符
	const char * p1 = "Klingon"; //推荐用法
	//然而，把非const数组初始化为字符串字面量却不会导致类似问题。
	//因为数组获得的是原始字符串的副本。


	system("pause");
	return 0;
}

运行测试

示例：字符串数组

//Visual Studio中加上这句才可以使用scanf()
//否则只能使用scanf_s()
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

#define SLEN 40
#define LIM 5

//argc: 参数个数 argv[]: 参数数组
int main(int argc, char *argv[])
{
	//内含5个指针的数组
	//指针所指向的字符串字面量储存在静态内存中
	const char *mytalents[LIM] = {
		"Adding numbers swiftly",
		"Multiplying accurately",
		"Stashing data",
		"Following instructions to the letter",
		"Understanding the Clanguage"
	};
	
	//内含5个数组的数组,每个数组内含40个char类型的值，共占200字节。
	//子数组储存的是字符串字面量的副本
	char yourtalents[LIM][SLEN] = {
		"Walking in a straight line",
		"Sleeping",
		"Watching television",
		"Mailing letters",
		"Reading email"
	};
	int i;

	puts("Let's compare talents.");
	printf("%-36s %-25s\n", "My Talents", "Your Talents");
	for (i = 0; i < LIM; i++)
		printf("%-36s %-25s\n", mytalents[i], yourtalents[i]);
	printf("\nsizeof mytalents: %zd, sizeof yourtalents: %zd\n",
		sizeof(mytalents), sizeof(yourtalents));

	/*
	总之，如果不需要更改字符串字面量，推荐使用指针表示法(效率高).
	如果需要更改，则使用数组表示法。
	*/

	system("pause");
	return 0;
}

运行测试

示例：指针和字符串

//Visual Studio中加上这句才可以使用scanf()
//否则只能使用scanf_s()
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

//argc: 参数个数 argv[]: 参数数组
int main(int argc, char *argv[])
{
	const char * mesg = "Don't be a fool!";
	const char * copy;
	//让copy指向mesg指向的字符串地址
	copy = mesg;
	printf("%s\n", copy);
	//如果编译器不识别%p，用%u或%lu代替%p
	printf("mesg = %s; &mesg = %p; value = %p\n", mesg, &mesg, mesg);
	printf("copy = %s; &copy = %p; value = %p\n", copy, &copy, copy);

	system("pause");
	return 0;
}

运行测试