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char *name 与 char name[]的区别

2013-03-18 09:19 239 查看
VC中char *name 与 char name[]的区别(基础知识)

要点:char* name="abc"指的是常量字符串,不可以修改指针,是兼容老的写法;char[] name="abc"是指针,可以修改;

在学习过程中发现了一个以前一直默认的错误,同样char *c = "abc"和char c[]="abc",前者改变其内容程序是会崩溃的,而后者完全正确。

程序演示:

测试环境Devc++

代码 #include <stdio.h>

#include <string.h>

main()

...{

char *c1 = "abc";

char c2[] = "abc";

char *c3 = ( char* )malloc(3);

c3 = "abc";

printf("%d %d %s ",&c1,c1,c1);

printf("%d %d %s ",&c2,c2,c2);

printf("%d %d %s ",&c3,c3,c3);

getchar();

}

运行结果

2293628 4199056 abc

2293624 2293624 abc

2293620 4199056 abc

参考资料:

首先要搞清楚编译程序占用的内存的分区形式:

一、预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区(stack)—由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区(heap)—一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表,呵呵。

3、全局区(静态区)(static)—全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。

5、程序代码区

这是一个前辈写的,非常详细

//main.cpp

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int a=0; //全局初始化区

char *p1; //全局未初始化区

main()

...{

int b;栈

char s[]="abc"; //栈

char *p2; //栈

char *p3="123456"; //123456

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

由系统自动分配。例如,声明在函数中一个局部变量int b;系统自动在栈中为b开辟空间

heap:

需要程序员自己申请,并指明大小,在c中malloc函数

如p1=(char*)malloc(10);

在C++中用new运算符

如p2=(char*)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2

申请后系统的响应

栈:只要栈的剩余空间大于所申请空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示栈溢出。

堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点,然后将该结点从空闲结点链表中删除,并将该结点的空间分配给程序,另外,对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小的限制

栈:在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在WINDOWS下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow。因此,能从栈获得的空间较小。

堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。

2.4申请效率的比较:

栈:由系统自动分配,速度较快。但程序员是无法控制的。

堆:是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外,在WINDOWS下,最好的方式是用Virtual Alloc分配内存,他不是在堆,也不是在栈,而是直接在进程的地址空间中保留一块内存,虽然用起来最不方便。但是速度快,也最灵活。

2.5堆和栈中的存储内容

栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的,然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始存的地址,也就是主函数中的下一条指令,程序由该点继续运行。

堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

2.6存取效率的比较

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的;

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的;

但是,在以后的存取中,在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

比如:

#include

voidmain()

{

char a=1;

char c[]="1234567890";

char *p="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

对应的汇编代码

10:a=c[1];

004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]

0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl

11:a=p[1];

0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]

004010708A4201moval,byteptr[edx+1]

004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中,而第二种则要先把指针值读到edx中,在根据edx读取字符,显然慢了。

2.7小结:

堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出:

使用栈就象我们去饭馆里吃饭,只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用),吃饱了就走,不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作,他的好处是快捷,但是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴,比较麻烦,但是比较符合自己的口味,而且自由度大。

总结:

1. char *c1 = "abc";

2. char c2[] = "abcd";

3. char *c3 = ( char* )malloc(4);

4. c3 = "abc"

5. strcpy(c3,"1234");

6. c3[0] = 'g';

分析:

1。上面代码中的 字符串常量 "abc","abcd","1234",都是存放在所谓的文字常量区;

2。c1,c2,c3 这个三变量,都存放在栈中

3。在VC中测试,CPU4个字节对齐吧,EBP为栈顶指针

c1 的地址,就是ebp - 04h,占用4个字节

c2 的地址,就是ebp - 0ch,占用8个字节

c3 的地址,就是ebp - 10h,占用4个字节

4。存储内容比较

c1 的4个字节,保存是的字符串常量 "abc"的地址

c2 的8个字节,保存就是就"abcd\0"还有3个字节未用;它不保存字符串常量 "abcd"的地址,而是将内容复制过来

c3和c1一样,也是保存一个地址,但这个地址,是在堆中,

结论:

所谓c中char * 和 char []的区别

char * 在栈中是4个字节的指针,

而 char []将在栈中申请合适的内存来保存初始化的数据,

也就是说

char c2[]="abcd"; 和char c2[5]="abcd";一样的;

若char c2
,则在栈中分配n个字节;

所以c2[1]='0'是正确的,c1[1]='a'是错误的,因为字符串常量不允许修改;

同时也说明了上面的代码

...

char a=1;

char c[]="1234567890";

char *p="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

...

a = c[1];要比a = p[1];快的原因,少了一条指令嘛

关于指针的论述

1.指向常量的指针。


char buf[ ]=“john”;

const char *pbuf=buf;(可以认为这个const修饰的是cahr,所以char类型是常量)

即 如果想要这么做,*(pbuf+I) = ' a'; //错误

但这样做可以,char buf2[ ] = “nike”;

pbuf = buf2; //正确。(其实这里隐式的把buf2转成了 const char*)

2.指针常量(指针本身是常量)

char buf[] = "abc";

char *const pbuf = buf; //这里const修饰pbuf可认为pbuf的内存是不可重分配的,用这种指针的时候必须初始化。

这时候,如果char *buf2[] = “def”;pbuf = buf2 //这是错的,

但,pbuf[i] = ‘a’是对的。(当然i不能越界)

如果这样写,char *const pbuf = "hello"; pbuf[i] = 'a'; //是错的,

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

下面是引用的别人的为啥?

char *p="hello";不应该存在于今天的C++程序中了。

这种写法完全是为了保持对C中过去通行的(错误的)

写法的兼容性而对C++类型系统不得已的破坏。

不仅从原理上毫无道理,正如RoachCock所言,由p改写"hello"会直接引发CPU异常。此写法已被声明为deprecated,这意味着在未来的某一天你的程序将不能通过编译。

可以这样理解:这句话

char* p="abc";里的"abc"并非常量,而是以常量区的"abc"为源,在栈区里新申请的一个空间

虽然和书上的理论不符,但编译器是怎么做的就难说了

因为指向常量的指针不能够自动转换成不是指向常量的指针,反之则可以

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我也觉得这个原因, 觉得VS2005的结果没有错.

编译器对语法的具体实现仁者见仁了。

GCC里输出为

foo( const char* )

catch( const char* )

指出一点:C++标准规定,字面字符串常量,像"abc",属于const char *。这一点是没有疑问的。但是现存的char *p = "hello,world",这样的代码太多了,如果严格按照标准来这种初始化是不能成立的,所以C++标准网开一面(还是为了向下兼容),特别允许这种语句合法。或者说,法外施恩来保证那些像楼主所说的char *到const char *的自动转换能够进行。但这不表明"abc"就是char *了,如果char *p = "abc",若试图修改p[0]就会引发一个段错误。关键在于"abc"存放于全局数据段。可以拿下面一个例子看:

#include <cstdio>

void f()

{

char *p = "abc";

std::printf("%p\n",p);

}

int main()

{

char *p = "abc";

std::printf("%p\n",p);

return 0;

}

运行一下看看,两个p指向的是同一个地址。之所以编译器能这样做,就是因为字符串常量是const char *,是一个imutable对象。虽然可以被转换为char *,但这样做无疑是有危险的。可以在上面的main函数里添加一个p[0] = 'b',马上会导致一个runtime error,如果是linux的话会告诉你是一个段错误。

指出一点:C++标准规定,字面字符串常量,像"abc",属于const char *。

----------

我觉得允许

char *p = "abc";

这样的声明有点误导人的意思,但是好像教材上都没提出过这一点

刚刚运行了下面这段程序:

int main()

{

const int a = 8;

int *p = const_cast<int*>(&a);

*p = 9;

cout << a << endl;

cout << *p << endl;

cout << &a << endl;

cout << p << endl;

return 0;

}

结果是:8, 9,0x12FF7C,0x12FF7C

虽然地址一样,但是a还是8,并没有象lz说的那样a会变成9

地址应该是0x0012FF7C,写掉了2位

好久没上C/C++板块,还是有一些很不错的讨论

收藏先

我觉得这并不是一个很大的错误/问题,就像guqst(pop) 说的,仁者见仁,智者见智罢了。

在编译器设计上差异而已,对于应用并没有很大的影响。

我有个同事说,CSDN上太学究了,差不多说得就是这吧?

我个人认为这不是一个bug,理由如下:

首先可以确定的是,"abc"这样的一个字符串确实是放在常量数据区的,我们可以在初始化的时候这样进行:char *p = "abc";

这时候p指向的地址和函数地址在数值上很接近,这说明p指向了代码区。

这样做的原因是为了向下兼容,因为C89上没有const的概念,所以很多初始化的时候都是这么调用的,如果C++不允许这么做的话,在移植方面就会出现很多的错误,导致C程序员不愿意将改用C++。这是C++语言为了生存所做的妥协。

那么如下的调用呢?char p[] = "abc";

这没有任何问题,首先你声明了一个数组,然后将数组的大小定义成刚好能存下"abc"字符串,并且就真的存放了"abc"在里面,这时你的数组数存放在数据区的,并且已经在数据区分配了相应的空间,不论是全局的也好,还是自动的也好。

C++还有一个规则就是,非常量指针可以隐式转换成常量指针,而反之则需要显示转换。如:

char a[10];

const char *p = a;

这是没有问题的,但这么做只是说当我用p来操作这个地址中的数据时,我只想进行读操作,这样做相当于编译器帮你做了一部分代码检查工作,防止你在用p操作地址时错误的修改了地址中的数据。但p指向的地址并不是在代码区,这和char *p = "abc"有很大的区别。

反过来:

const char *p = "abc";

char *a = p;

这是不允许的,需要进行转换:char *a = const_cast<const char*>p;

说明这是我想要的强制转换,但如果这时你调用a[0] = 1;这样的操作,还是不会成功。

既然我们都能理解foo(char*)和foo(const char*)是怎么共存的了,那么如果按照如下调用:

try

{

throw "abc";

}

catch (const char*)

{

cout << "catch(const char*)" << endl;

}

catch (char*)

{

cout << "catch(char*)" << endl;

}

抛出的异常将永远被const char*截获,由于char*可以隐式转换成const char*,所以编译器会通知说,有一段异常处理代码永远不会运行到。

如果我们如下调用:

try

{

char *p = "abc";

throw p;

}

catch (char*)

{

cout << "catch(char*)" << endl;

}

catch (const char*)

{

cout << "catch(const char*)" << endl;

}

增加一个指针的声明,我们就会发现,运行的效果是一样的。这就是为什么会让catch(char*)截获了的理由:

当异常抛出的时候,它首先走到了catch(char*)这个分之,它首先要进行初始化尝试,看是否可以将异常初始化成char*,由于以上所说,在初始化的时候,C++的编译器是允许将常量字符串赋值给一个非常量指针的,所以以上的异常将被第一个catch截获。

相同的例子:

foo(char *)

{

char *p = "abc";

}

当我们这么调用:foo("abc"),在函数调用时,不论是参数的传递,还是局部变量的初始化,都可以看作是存放在堆栈内的变量的初始化,所以常量字符串可以在初始化的时候传递给非常量字符串。

当然如下的声明更好:

foo(const char *)

{

const char *p = "abc";

}

const是编译器的一个关键字,用来限制对其后声明的变量的操作。

bcc 5.82 输出是:

foo( char* )

catch( char* )
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