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VC中char* 与 char[]的区别

2017年11月08日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4390字 ⁄ 字号 评论关闭

举个例子:
char buf1[128];
char* buf2 = new char[128];
buf2 = buf1; //正常编译通过
buf1 = buf2; //编译错误,不能char[] convert to char*
原因buf1为指针常量,指向的地址不能改变,buf2为指针变量,指向的地址可以改变
可以通过字符拷贝函数实现内容复制:
strcpy(buf1,buf2);   buf1目的,buf2源,  buf2的内容给buf1
首先看指针:
char *p = “helloworld”;
在这里p是一个变量,其类型为指针类型,并且指向一个字符串,字符串内容为”helloworld”,如果要访问p[2]的话,就需要先从p中取出地址,该地址为”helloworld”的首地址,然后再加上偏移量2,就得到了’l’这个字符,所以其访问的方式为先从p中取出地址,然后再将该地址加上偏移量,得到一个地址,最后从这个地址中取出值来.
其分为三步:
取p的值,该值即为字符串的首地址.
该地址加上偏移量,得到所要取的字符的地址.
从这个地址中取得值.
此处p是一个变量,它自己是存放在一个地址中的,而它的内容则是”helloworld”这个字符串的地址. p与字符串是分开的.
同时,该指针的值是动态确定的,必须在运行的时候才能确定其值,并通过该值访问到字符串.
而如果是数组的话,则为
char p[20] = “helloworld”;
在这里p为一个字符串的标识,其类型是一个字符数组的类型,且该数组有20个char类型的大小.此时如果要访问p[2]的话,就直接使用该字符数组的首地址加上2个char类型的大小的长度就得到了要访问的字符的地址,最后再从这个地址中取出值来.而且此时p的地址为该字符数组的首地址,其内容为’h’.一个字符类型.
所以在这个地方数组与指针是不相同的,因为此时数组取值的第一步并不是从p中读取地址来再加上偏移量的.此时的p这个地址的值就为’h’这个字符,其类型为字符型而不是一个指针类型.此时p的地址与p[0]的地址是相同的.
同时,每个符号的地址在编译时就确定了,所以这里p的地址就已经确定了,如果需要访问p[2],则直接使用该地址加上2这个偏移量就可以取到这个值了.它不需要指令再取得这个首地址.而第一种情况下,还需要指令取得指针中的值,并通过这个值来访问字符串.
一个直观的看法就是前一种是两个不同的, 而后一种则是在同一个里面.
另外还有一个不同之处在于第一个情况下 p 指向的是一个常量区, 是不能改变的, 即不能够对p赋值, 而第二种情况下, p是一个字符数组, 其是可以改变的. 可以对p赋值的. 

注意: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++
#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[n],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

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