指针系统学习4-字符串与指针

Posted 2021-01-23 tianqizhi

1.字符串与指针

(1) 用字符数组存放一个字符串，然后输出该字符串。

　　例题一：定义一个字符数组，对它初始化，然后输出该字符串。

#include <stdio.h>

void main()
{
      char string[] = "I love Fishc.com!";
      
      printf("%s
", string);
}

 (2) 用字符指针指向一个字符串

　　例题二：可以不定义字符数组，而定义一个字符指针。用字符指针指向字符串中的字符。

#include <stdio.h>

void main()
{
      char *string = "I love Fishc.com!";
      
      printf("%s
", string);
}

 

2.字符串中字符的存取方法

对字符串中字符的存取，可以用下标方法，也可以用指针方法！

1. 下标法举例：将字符串ａ复制为字符串ｂ
   

   #include <stdio.h>
   
   void main()
   {
         char a[] = "Fishc.com is a good web site!", b[40];
         int i;
         
         for(i=0; *(a+i) != ‘‘; i++)
         {
               *(b+i) = *(a+i);
         }
         *(b+i) = ‘‘;
   
         printf("String a is: %s
   ", a);
         printf("String b is: ");
         for(i=0; b[i] != ‘‘; i++)
         {
               printf("%c", b[i]);
         }
         
         printf("
   
   ");
   }

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2. 指针方法举例：将字符串ａ复制为字符串ｂ
   

   #include <stdio.h>
   
   void main()
   {
         char a[] = "Fishc.com is a good web site!", b[40], *p1, *p2;
         int i;
         
         p1 = a;
         p2 = b;
         
         for( ; *p1 != ‘‘; p1++, p2++)
         {
               *p2 = *p1;
         }
         *p2 = ‘‘;
   
         printf("String a is: %s
   ", a);
         printf("String b is: ");
         for(i=0; b[i] != ‘‘; i++)
         {
               printf("%c", b[i]);
         }
   
         printf("
   ");
   }

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例题：用函数调用实现字符串的复制

1. 用字符数组作参数
   
   

   #include <stdio.h>
   
   void  main()
   {
         void  copy_string(char from[], char to[]);
   
         char a[] = "I am a teacher.";
         char b[] = "You are a student.";
         
         printf("string a = %s
   string b = %s
   ", a, b);
         printf("copy string a to string b:
    ");
   
         copy_string(a, b);
         
         printf("
   string a = %s
   string b = %s
   ", a, b);
   }
   
   void  copy_string(char from[], char to[])
   {
         int i = 0;
   
         while( from[i] != ‘‘ )
         {
               to[i] = from[i];
               i++;
         }
         to[i] = ‘‘;
   }

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2. 形参用字符指针变量
   

    1 #include <stdio.h>
    2 
    3 void  main()
    4 {
    5       void copy_string( char *from, char *to );
    6 
    7       char *a = "I am a teacher.";
    8       char *b = "You are a student.";//此处应该定义为char b[] = "You are a student.";
    9       //错误原因是b的内容为常量，*b只是对地址进行偏移，而不能覆盖
   10       
   11       printf("String a = %s
   String b = %s
   ", a, b);
   12       printf("copy string a to string b:
   ");
   13 
   14       copy_string(a, b);
   15  
   16       printf("
   String a = %s
   String b = %s
   ", a, b);
   17 }
   18 
   19 void  copy_string( char *from, char *to )
   20 {
   21       for( ; *from != ‘‘; from++,to++)
   22       {
   23             *to = *from;
   24       }
   25 
   26       *to = ‘‘;
   27 }
   28 
   29 //丫的，内存出错了，该内存不能被写，为什么? WHY??见第8，9行

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   具体解释：五大内存分区
   在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。
   栈，就是那些由编译器在需要的时候分配，在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。
   堆，就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。
   自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。
   全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
   常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，他们里面存放的是常量，不允许修改（当然，你要通过非正当手段也可以修改，而且方法很多，在《const的思考》一文中，我给出了6种方法）
   
   明确区分堆与栈
   在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。
   首先，我们举一个例子：
   void f() { int* p=new int[5]; }
   这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operatornew分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：
   00401028 push 14h
   0040102A call operator new (00401060)
   0040102F add esp,4
   00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax
   00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]
   00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax
   这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete []p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。
   好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？
   主要的区别由以下几点：
   1、管理方式不同；
   2、空间大小不同；
   3、能否产生碎片不同；
   4、生长方向不同；
   5、分配方式不同；
   6、分配效率不同；
   管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。
   空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般都是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：
   打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。
   注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。
   碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。
   生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。
   分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。
   分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。
   从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。
   虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。
   无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相当困难的：）
   对了，还有一件事，如果有人把堆栈合起来说，那它的意思是栈，可不是堆，呵呵，清楚了？