数组和指针的区别
C++/C程序中,指针和数组在不少地方可以相互替换着用,让人产生一种错觉,以为两者是等价的。
数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈上被创建。数组名对应着(而不是指向)一块内存,其地址与容量在生命期内保持不变,只有数组的内容可以改变。
指针可以随时指向任意类型的内存块,它的特征是“可变”,所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活,但也更危险。
下面以字符串为例比较指针与数组的特性。
1 修改内容
示例1中,字符数组a的容量是6个字符,其内容为hello\0。a的内容可以改变,如a[0]= ‘X’。指针p指向常量字符串“world”(位于静态存储区,内容为world\0),常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看,编译器并不觉得语句p[0]= ‘X’有什么不妥,但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。
char a[] = “hello”; a[0] = ‘X’; cout << a << endl; char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串 p[0] = ‘X’; // 编译器不能发现该错误 cout << p << endl; |
示例1 修改数组和指针的内容
2 内容复制与比较
不能对数组名进行直接复制与比较。示例2中,若想把数组a的内容复制给数组b,不能用语句 b = a ,否则将产生编译错误。应该用标准库函数strcpy进行复制。同理,比较b和a的内容是否相同,不能用if(b==a) 来判断,应该用标准库函数strcmp进行比较。
语句p = a 并不能把a的内容复制指针p,而是把a的地址赋给了p。要想复制a的内容,可以先用库函数malloc为p申请一块容量为strlen(a)+1个字符的内存,再用strcpy进行字符串复制。同理,语句if(p==a) 比较的不是内容而是地址,应该用库函数strcmp来比较。
// 数组… char a[] = "hello"; char b[10]; strcpy(b, a); // 不能用 b = a; if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a) … |
// 指针… int len = strlen(a); char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1)); strcpy(p,a); // 不要用 p = a; if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a) … |
示例2 数组和指针的内容复制与比较
3 计算内存容量
用运算符sizeof可以计算出数组的容量(字节数)。示例3(a)中,sizeof(a)的值是12(注意别忘了’\0’)。指针p指向a,但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数,相当于sizeof(char*),而不是p所指的内存容量。C++/C语言没有办法知道指针所指的内存容量,除非在申请内存时记住它。
注意当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。示例3(b)中,不论数组a的容量是多少,sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。
char a[] = "hello world"; char *p = a; cout<< sizeof(a) << endl; // 12字节 cout<< sizeof(p) << endl; // 4字节 |
示例3(a) 计算数组和指针的内存容量
void Func(char a[100]) { cout<< sizeof(a) << endl; // 4字节而不是100字节 } |
示例3(b) 数组退化为指针
---------------------------------
1. 字符串宏 #define CONST_STR "const str" 宏在预编译的时候会替换成实际的值
2.数组 数组名对应一块内存,在生命周期内其地址和容量不会改变,数组里面的内容可以变。
3.指针 指针指向一块内存,如果指向字符串常量(RO),则不能修改内容。 如果申请了一块内存,复制字符串常量,则可以修改内容
- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- #include <unistd.h>
- #include <stdlib.h>
- #define CONST_STR "const string"
- typedef void (*string_test_routine_t)();
- void pointer_strcpy_macro(void)
- {
- char *p;
- p = (char*)malloc(100);
- strcpy(p, CONST_STR);
- printf("char *p;\np = (char *)malloc(100);\nstrcpy(p, CONST_STR);\np[0] = 'a';\n");
- printf("\n");
- p[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void pointer_strcpy_string(void)
- {
- char *p;
- p = (char*)malloc(100);
- strcpy(p, "const string");
- printf("char *p;\np = (char *)malloc(100);\nstrcpy(p, \"const string\");\np[0] = 'a';\n");
- printf("\n");
- p[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void pointer_macro_string(void)
- {
- char *p = CONST_STR;
- printf("char *p = CONST_STR;\np[0] = 'a'; \n");
- printf("\n");
- p[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void pointer_string(void)
- {
- char *p = "const string";
- printf("char *p = \"const string\";\np[0] = 'a'; \n");
- printf("\n");
- p[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void array_macro_string(void)
- {
- char a[100] = CONST_STR;
- printf("char a[100] = CONST_STR;\na[0] = 'a'; \n");
- printf("\n");
- a[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void array_string(void)
- {
- char a[100] = "const string";
- printf("char a[100] = \"const string\";\na[0] = 'a'; \n");
- printf("\n");
- a[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void array_strcpy_string(void)
- {
- char a[100];
- strcpy(a, "const string");
- printf("char a[100];\nstrcpy(a, \"const string\");\na[0] = 'a';\n");
- printf("\n");
- a[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- void array_strcpy_macro(void)
- {
- char a[100];
- strcpy(a, CONST_STR);
- printf("char a[100];\nstrcpy(a, CONST_STR);\na[0] = 'a';\n");
- printf("\n");
- a[0] = 'a';
- printf("--> ok\n\n\n");
- }
- static string_test_routine_t func_base[] = {
- array_strcpy_string,
- array_macro_string,
- array_string,
- array_strcpy_macro,
- pointer_macro_string,
- pointer_string,
- pointer_strcpy_macro,
- pointer_strcpy_string
- };
- #define NUM_FUNC (sizeof (func_base) / sizeof(func_base[0]))
- void test_string(void)
- {
- pid_t pid;
- int i = 0;
- string_test_routine_t * func = func_base;
- for ( i = 0; i < NUM_FUNC; i++ )
- {
- pid = fork();
- if ( pid < 0 )
- {
- printf("fork() err\n");
- }
- else if ( pid == 0 )
- {
- (func[i])();
- exit(0);
- }
- else
- {
- sleep( 1 );
- }
- }
- }
- int main()
- {
- test_string();
- return 0;
- }