char* 和char[]差异

从因特网以下内容。笔者和总结汇总。

1. 问题介绍

问题引入：

在实习过程中发现了一个曾经一直默认的错误。相同char *c = "abc"和char c[]="abc",前者改变其内

容程序是会崩溃的。而后者全然正确。

程序演示：

測试环境Devc++

代码

#include <iostream>

using namespace std;

main()

{

   char *c1 = "abc";

   char c2[] = "abc";

   char *c3 = ( char* )malloc(3);

   c3 = "abc";

   printf("%d %d %s\n",&c1,c1,c1);

   printf("%d %d %s\n",&c2,c2,c2);

   printf("%d %d %s\n",&c3,c3,c3);

   getchar();

}   

执行结果

2293628 4199056 abc

2293624 2293624 abc

2293620 4199056 abc

參考资料：

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下面几个部分

1、栈区（stack）—由编译器自己主动分配释放，存放函数的參数值。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）—一般由程序猿分配释放，若程序猿不释放，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还有一块区域。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，很具体

//main.cpp

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\0在常量区，p3在栈上。

   static int c=0；   //全局（静态）初始化区

   p1 = (char*)malloc(10);

   p2 = (char*)malloc(20);   //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

   strcpy(p1,"123456");   //123456\0放在常量区。编译器可能会将它与p3所向"123456"优化成一个

地方。

}

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

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

heap:

须要程序猿自己申请。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);

可是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2

申请后系统的响应

栈：仅仅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暇内存地址的链表，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，然后将该结点从空暇结点链表中删除，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语句才干正确的释放本内存空间。另外，因为找到的堆结点的大小不一定正

好等于申请的大小，系统会自己主动的将多余的那部分又一次放入空暇链表中。

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），假设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。

这是因为系统是用链表来存储的空暇内存地

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。堆获得的空间比較灵活，也比較大。

2.4申请效率的比較：

栈:由系统自己主动分配。速度较快。

但程序猿是无法控制的。

堆:是由new分配的内存，一般速度比較慢。并且easy产生内存碎片,只是用起来最方便.

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。尽管用起来最不方便。可是速度快。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运行语句）的

地址，然后是函数的各个參数，在大多数的C编译器中，參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，然后是參数，最后栈顶指针指向最開始存的地址，也就是主

函数中的下一条指令，程序由该点继续执行。

堆：通常是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的详细内容由程序猿安排。

2.6存取效率的比較

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在执行时刻赋值的；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的。

可是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(比如堆)快。

比方：

#include

voidmain()

{

char a=1;

char c[]="1234567890";

char *p="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

相应的汇编代码

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，而另外一种则要先把指针值读到edx中，在依据

edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：

堆和栈的差别能够用例如以下的比喻来看出：

使用栈就象我们去饭馆里吃饭。仅仅管点菜（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，他的优点是快捷，可是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴。比較麻烦，可是比較符合自己的口味。并且自由度大。

自我总结：

char *c1 = "abc";实际上先是在文字常量区分配了一块内存放"abc",然后在栈上分配一地址给c1并指向

这块地址，然后改变常量"abc"自然会崩溃

然而char c2[] = "abc",实际上abc分配内存的地方和上者并不一样，能够从

4199056

2293624 看出。全然是两块地方，判断4199056处于常量区，而2293624处于栈区

2293628

2293624

2293620 这段输出看出三个指针分配的区域为栈区。并且是从高地址到低地址

2293620 4199056 abc 看出编译器将c3优化指向常量区的"abc"

继续思考：

代码：

#include <iostream>

using namespace std;

main()

{

   char *c1 = "abc";

   char c2[] = "abc";

   char *c3 = ( char* )malloc(3);

   // *c3 = "abc" //error

   strcpy(c3,"abc");

   c3[0] = 'g';

   printf("%d %d %s\n",&c1,c1,c1);

   printf("%d %d %s\n",&c2,c2,c2);

   printf("%d %d %s\n",&c3,c3,c3);

   getchar();

}   

输出：

2293628 4199056 abc

2293624 2293624 abc

2293620 4012976 gbc

写成凝视那样，后面修改就会崩溃

可见strcpy(c3,"abc");abc是还有一块地方分配的。并且能够改变，和上面的參考文档说法有些不一定，

并且我不能断定4012976是哪个区的。可能要通过算区的长度，希望高人继续深入解释，谢谢

2. 一个实例

int *ip = new int;
    char s[] = "abcd";
    char* p = "abcd";

    cout<<ip<<endl;
    cout<<*ip<<endl;
    cout<<&ip<<endl;
//    s = p; //error C2440: '=' : cannot convert from 'char *' to 'char'
                //难道s不是指向第一个字符的指针吗？
    cout << s <<endl;//果然这句话输出的是abcd！

cout << *s <<endl;//但这句输出的是a。
    cout << &s <<endl;
    cout << (s+1) <<endl;
//    cout << &(s+1) <<endl;//error C2102: '&' requires l-value
    cout << *(s+1) <<endl;
    cout << &s[1] <<endl;

    cout << p <<endl;
    cout << *p <<endl;
    cout << &p <<endl;
    cout << (p+1) <<endl;
//    cout << &(p+1) <<endl;//error C2102: '&' requires l-value
    cout << *(p+1) <<endl;
    cout << &p[1] <<endl;

输出：

相关解释：

char[]是一个数组定义，char*是指针定义。你能够看下他们的差别，对你会有帮助。

1 指针和数组的差别



（1）指针和数组的分配



  数组是开辟一块连续的内存空间，数组本身的标识符（也就是通常所说的数组名）代表整个数组，能够使用sizeof来获得数组所占领内存空间的大小（注意。不是数组元素的个数。而是数组占领内存空间的大小，这是以字节为单位的）。举比例如以下：

 

#include <stdio.h>



int main(void)

{

  char a[] = "hello";

  int b[] = {1, 2, 3, 4, 5};



  printf("a: %d\n", sizeof(a));

  printf("b memory size: %d bytes\n", sizeof(b));

  printf("b elements: %d\n", sizeof(b)/sizeof(int));



  return 0;

}

 



  

  数组a为字符型。后面的字符串实际上占领6个字节空间（注意最后有一个\0标识字符串的结束）。从后面sizeof(b)就能够看出怎样获得数组占领的内存空间。怎样获得数组的元素数目。至于int数据类型分配内存空间的多少。则是编译器相关的。

gcc默觉得int类型分配4个字节的内存空间。

 

（2）空间的分配



  这里又分为两种情况。



  第一，假设是全局的和静态的

  char *p = “hello”;

  这是定义了一个指针，指向rodata section里面的“hello”，能够被编译器放到字符串池。在汇编里面的keyword为.ltorg。意思就是在字符串池里的字符串是能够共享的，这也是编译器优化的一个措施。

  char a[] = “hello”;

  这是定义了一个数组，分配在可写数据块，不会被放到字符串池。



  第二。假设是局部的

  char *p = “hello”;

  这是定义了一个指针，指向rodata section里面的“hello”，能够被编译器放到字符串池。在汇编里面的keyword为.ltorg。

意思就是在字符串池里的字符串是能够共享的，这也是编译器优化的一个措施。

另外。在函数中能够返回它的地址，也就是说。指针是局部变量，可是它指向的内容是全局的。

char a[] = “hello”;

  这是定义了一个数组，分配在堆栈上，初始化由编译器进行。

（短的时候直接用指令填充，长的时候就从全局字符串表拷贝），不会被放到字符串池（相同如前。可能会从字符串池中拷贝过来）。注意不应该返回它的地址。

cout经研究得出下面结论：

1、对于数字指针如int *p=new int; 那么cout<<p仅仅会输出这个指针的值，而不会输出这个指针指向的内容。

2、对于字符指针入char *p="sdf f";那么cout<<p就会输出指针指向的数据。即sdf f

============================================================================

假设还不是非常理解。水木上也有高人对此进行解释：

这里的char ch[]="abc";
表示ch 是一个足以存放字符串初值和空字符'/0'的一维数组。能够更改数组中的字符。可是char本身是不可改变的常量。
char *pch = "abc";
那么pch 是一个指针，其初值指向一个字符串常量，之后它能够指向其它位置，但假设试图改动字符串的内容，结果将不确定。
     ______           ______      ______
ch: |abc\0 |    pch: | ◎----->  |abc\0 |
     ______           ______      ______

char chArray[100];
chArray[i] 等价于 *(chArray+i)
和指针的不同在于   chArray不是变量   无法对之赋值
另   其实 i[chArray]  也等价于 *(chArray+i)

因此，总结例如以下：

1. char[] p表示p是一个数组指针，相当于const pointer,不同意对该指针进行改动。

但该指针所指向的数组内容，是分配在栈上面的，是能够改动的。

2. char * pp表示pp是一个可变指针，同意对其进行改动。即能够指向其它地方，如pp = p也是能够的。

对于*pp = "abc";这种情况，因为编译器优化。一般都会将abc存放在常量区域内，然后pp指针是局部变量，存放在栈中，因此，在函数返回中。同意返回该地址（实际上指向一个常量地址，字符串常量区）；而。char[] p是局部变量，当函数结束。存在栈中的数组内容均被销毁，因此返回p地址是不同意的。

同一时候，从上面的样例能够看出，cout确实存在一些规律：

1、对于数字指针如int *p=new int; 那么cout<<p仅仅会输出这个指针的值，而不会输出这个指针指向的内容。

2、对于字符指针入char *p="sdf f";那么cout<<p就会输出指针指向的数据。即sdf f

那么，像&(p+1)，因为p+1指向的是一个地址，不是一个指针。无法进行取址操作。

&p[1] = &p + 1，这样取到的实际上是从p+1開始的字符串内容。

分析上面的程序：

*pp = "abc";

p[] = "abc";

*pp指向的是字符串中的第一个字符。

cout << pp; // 返回pp地址開始的字符串：abc

cout << p; // 返回p地址開始的字符串：abc

cout << *p; // 返回第一个字符：a

cout << *(p+1); // 返回第二个字符：b

cout << &p[1];// 返回从第二个字符開始的字符串：bc