C语言中字符串和字符数组的区别

Posted 2022-12-12 行稳方能走远

参考：C语言中字符串和字符数组的区别
参考：字符数组和字符串的区别，C语言字符数组和字符串区别详解

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• 区别
• 代码分析一
• 代码分析二
• 总结

区别

• （1）C语言中，没有字符串类型但可以用字符数组模拟字符串。
• （2）C语言中，字符串是以’\\0’作结尾字符。
• （3）C语言中，字符串常量本质上是一个无名的字符数组

字符串和字符数组很相似，但是有本质上的区别。
（1） C语言中，字符串是双引号括起来的单个或多个字符的集合，编译器自动在结尾加上’\\0’字符。字符串常量存储在只读数据段，无法通过指针进行修改字符串中的某个字符。
（2）C语言中，不能定义字符串（没有string关键字，C++才有），但是在C语言中使用字符串，通常会用字符数组来模拟字符串，必须是’\\0’结尾的字符数组，这个字符数组存储通常会分配在栈区，也可以被称为字符串，且该字符串中的字符是可以修改的。

如果字符数组中没有’\\0’结尾，那该字符数组就是普通的字符数组，不是字符串。

C 语言中并不存在字符串这个数据类型，而是使用字符数组来保存字符串。那么，字符数组就一定是字符串吗？

不一定。字符串是一种特殊的字符数组，并且C语言提供了大量适用于字符串的工具。字符串和字符数组相比，字符串作为一种末尾带有’\\0’ 结束符的特殊字符数组，更贴合于日常对于字符数组的使用需求：有明确的“自定义”结尾，摆脱了数组长度的限制，就可以更方便的应用于长度千变万化的日常语言中，只需要定义一个很长的字符数组，然后用’\\0’控制使用区域，配合专门适用于字符串的一系列函数，使得字符串可以看做一种“变长字符数组”，使用的灵活性大大增加。 但是还远不到改变物种的程度。比如说定义一个字符数组Arr=‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’,‘\\0’，它应该是一个字符串还是一个字符数组呢？很显然字符串和字符数组并没有区分得那么干净利落一刀两断，而是一个大集合中的一部分特殊情况成为了小集合而已。

代码分析一

分析如下所示的示例代码。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(void)

    /*字符数组赋初值*/
    char cArr[] = 'I','L','O','V','E','C';
    /*字符串赋初值*/
    char sArr[] = "ILOVEC";
    
    /*用sizeof（）求长度*/
    printf("cArr的长度=%d\\n", sizeof(cArr));
    printf("sArr的长度=%d\\n", sizeof(sArr));
    /*用strlen（）求长度*/
    printf("cArr的长度=%d\\n", strlen(cArr));
    printf("sArr的长度=%d\\n", strlen(sArr));
    /*用printf的%s打印内容*/
    printf("cArr的内容=%s\\n", cArr);
    printf("sArr的内容=%s\\n", sArr);
    return 0;

运行结果为：

cArr的长度=6
sArr的长度=7
cArr的长度=6
sArr的长度=6
cArr的内容=ILOVEC
sArr的内容=ILOVEC

从代码及其运行结果中可以看出如下几点。

首先，从概念上讲，cArr 是一个字符数组，而 sArr 是一个字符串。
因此，对于 sArr，编译时会自动在末尾增加一个 null 字符（也就是’\\0’，用十六进制表示为 0x00）；而对于 cArr，则不会自动增加任何东西。

记住，这里的 sArr 必须是char sArr[7]=“ILOVEC”，而不能够是char sArr[6]=“ILOVEC”。

其次，sizeof()运算符求的是字符数组的长度，而不是字符串长度。因此，对于sizeof(cArr)，其运行结果为 6；而对于 sizeof(sArr)，其运行结果为 7（之所以为 7，是因为 sArr 是一个字符串，编译时会自动在末尾增加一个 null 字符）。因此，对于以下代码：

/*字符数组赋初值*/
char cArr[] = 'I'，'L'，'O'，'V'，'E'，'C';
/*字符串赋初值*/
char sArr[] = "ILOVEC";

也可以写成如下等价形式：

/*字符数组赋初值*/
char cArr[6] = 'I'，'L'，'O'，'V'，'E'，'C';
/*字符串赋初值*/
char sArr[7] = "ILOVEC";

最后，对于字符串 sArr，可以直接使用 printf 的 %s 打印其内容；而对字符数组，很显然使用 printf 的 %s 打印其内容是不合适的。

代码分析二

#include <stdio.h>

int main() 

	//字符数组s和s0
	char s[] = "Hello World!";//可以成为字符串
	char s0[] = 'H', 'e', 'l', 'l', 'o';//不可以成为字符串
	printf("%s\\n", s);
	//printf(“%s\\n”, s0);   //编译报错
    
    printf("s[0] = %c\\n", s[0]);
    char *p1 = s;
    *p1 = 'h';
    printf("Corrected:s[0] = %c\\n", s[0]);
    printf("%s\\n", s);
    
	//字符串常量本质是一个数组，可以做常量指针，代表该字符串的地址
	//字符串常量的本质是一个无名的字符数组
	//字符串常量的字符不可改变（存储于只读数据段）
	//字符串常量至少包含一个字符（即’\\0’结束符）
	char  ch1  = "Hello World!";
	char  ch2  = "";  //	等价于ch2 = ‘\\0’,它的ASCII码值为0
	printf("ch1 = %s\\n", ch1);
	printf("ch2 = %c\\n", ch2);

	//指针变量p2指向存储在只读数据段的字符串常量
	char *p2  = "Hello World!";
    printf("%s\\n", p2);
    printf("*p2 = %c\\n", *p2);
    *p2 = 'h';
	printf("*p2 = %c\\n", *p2);//运行时报错

    return 0;

运行结果

总结

通过对以上代码的分析，现在我们可以很简单地得出字符数组和字符串二者之间的区别：

• 字符数组长度是固定的，其中任何一个数组元素都可以为 null 字符。因此，字符数组不一定是字符串。
• 字符串必须以 null 结尾，其后的字符不属于该字符串。字符串一定是字符数组，它是最后一个字符为 null 字符的字符数组。
• 数组的元素可以是任意一种类型，而字符串是一种特殊的数组，它使用了一种众所周知的确定其长度的规则。
• 有两种类型的语言，一种简单地将字符串看作是一个字符数组，另一种将字符串看作是一种特殊的类型。C属于前一种，但有一点补充，即C字符串是以一个NUL字符结束的。数组的值和数组中第一个元素的地址(或指向该元素的指针)是相同的，因此通常一个C字符串和一个字符指针是等价的。

一个数组的长度可以是任意的。当数组名用作函数的参数时，函数无法通过数组名本身知道数组的大小，因此必须引入某种规则。对字符串来说，这种规则就是字符串的最后一个字符是ASCII字符NUL(‘\\0’)。

在C中，int类型值的字面值可以是42这样的值，字符的字面值可以是‘*’这样的值，浮点型值的字面值可以是4.2el这样的单精度值或双精度值。

注意：实际上，一个char类型字面值是一个int类型字面值的另一种表示方式，只不过使用了一种有趣的句法，例如当42和’*'都表示char类型的值时，它们是两个完全相同的值。然而，在C++中情况有所不同，C++有真正的char类型字面值和char类型函数参数，并且通常会更仔细地区分char类型和int类型，整数数组和字符数组没有字面值。然而，如果没有字符串字面值，程序编写起来就会很困难，因此C提供了字符串字面值。需要注意的是，按照惯例C字符串总是以NUL字符结束，因此C字符串的字面值也以NUL字符结束，例如，“six times nine”的长度是15个字符(包括NUL终止符)，而不是你看得见的14个字符。

关于字符串字面值还有一条鲜为人知但非常有用的规则，如果程序中有两条紧挨着的字符串字面值，编译程序会将它们当作一条长的字符串字面值来对待，并且只使用一个NUL终止符。也就是说，“Hello，”world”和“Hello，world”是相同的，而以下这段代码中的几条字符串字面值也可以任意分割组合：

char    message[]＝
”This is an extremely long prompt\\n”
”How long is it?\\n”
”It's so long，\\n”
”It wouldn't fit On one line\\n”；

在定义一个字符串变量时，你需要有一个足以容纳该字符串的数组或者指针，并且要保证为NUL终止符留出空间，例如，以下这段代码中就有一个问题：

char greeting[12]；
strcpy(greeting，”Hello，world”)；  /*trouble*/

在上例中，greeting只有容纳12个字符的空间，而“Hello，world”的长度为13个字符(包括NUL终止符)，因此NUL字符会被拷贝到greeting以外的某个位置，这可能会毁掉greetlng附近内存空间中的某些数据。再请看下例：

char  greeting[12]＝”Hello，world”；/*notastring*/

上例是没有问题的，但此时greeting是一个字符数组，而不是一个字符串。因为上例没有为NUL终止符留出空间，所以greeting不包含NUL字符。更好一些的方法是这样写：

char greeting[]＝”Hello，world”;

这样编译程序就会计算出需要多少空间来容纳所有内容，包括NUL字符。

字符串字面值是字符(char类型)数组，而不是字符常量(const char类型)数组。尽管ANSIC委员会可以将字符串字面值重新定义为字符常量数组，但这会使已有的数百万行代码突然无法通过编译，从而引起巨大的混乱。如果你试图修改字符串字面值中的内容，编译程序是

不会阻止你的，但你不应该这样做。编译程序可能会选择禁止修改的内存区域来存放字符串字面值，例如ROM或者由内存映射寄存器禁止写操作的内存区域。但是，即使字符串字面值被存放在允许修改的内存区域中，编译程序还可能会使它们被共享。例如，如果你写了以下代码(并且字符串字面值是允许修改的)：

char    *p="message"；
char    *q="message"；
p[4]＝'\\0'; /* p now points to”mess”*/

编译程序就会作出两种可能的反应，一种是为p和q创建两个独立的字符串，在这种情况下，q仍然是“message”；一种是只创建一个字符串(p和q都指向它)，在这种情况下，q将变成“mess”。

注意：有人称这种现象为“C的幽默”，正是因为这种幽默，绝大多数C程序员才会整天被自己编写的程序所困扰。