为啥 <const char*> 和 <const char[]> 有非常不同的内存或指针行为？
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【中文标题】为啥 <const char*> 和 <const char[]> 有非常不同的内存或指针行为？【英文标题】：Why do <const char*> and <const char[]> have very different memory or pointer behaviour?为什么 <const char*> 和 <const char[]> 有非常不同的内存或指针行为？ 【发布时间】：2022-01-03 06:55:31 【问题描述】：我正在使用 C++ 进行试验，发现 const char* 和 const char[] 在下面的代码中表现得非常不同。如果我没有很好地表达这个问题，真的很抱歉，因为我不清楚代码中发生了什么。
#include <iostream>
#include <vector>
// This version uses <const char[3]> for <myStr>.
// It does not work as expected.
struct StrStruct
const char myStr[3];
;
// This program extracts all the string elements in <strStructList> and copy them to <strListCopy>
int main()
StrStruct strStruct1"ab";
StrStruct strStruct2"de";
StrStruct strStruct3"ga";
std::vector<StrStruct> strStructListstrStruct1, strStruct2, strStruct3;
std::vector<const char*> strListCopy;
for (StrStruct strStructEle : strStructList)
strListCopy.push_back(strStructEle.myStr);
std::cout << "Memory address for the string got pushed back in is "
<< &strStructEle.myStr << std::endl;
std::cout << "Memory address for the first element of the string got pushed back in is "
<< (void *) &strStructEle.myStr[0] << "\n" <<std::endl;
std::cout << "Show content of <strListCopy>:" << std::endl;
for (const char*& strEle : strListCopy)
std::cout << strEle << std::endl;
以下是它的输出：
Memory address for the string got pushed back in is [address#99]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#99]
Memory address for the string got pushed back in is [address#99]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#99]
Memory address for the string got pushed back in is [address#99]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#99]
Show content of <strListCopy>:
ga
ga
ga
但是，如果我只是简单地更改 StrStruct 的实现
来自：
// This version uses <const char[3]> for <myStr>.
// It does not work as expected.
struct StrStruct
const char myStr[3];
;
到
// This version uses <const char*> for <myStr>.
// It works as expected.
struct StrStruct
const char* myStr;
;
程序的输出变成这样：
Memory address for the string got pushed back in is [address#10]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#1]
Memory address for the string got pushed back in is [address#10]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#2]
Memory address for the string got pushed back in is [address#10]
Memory address for the first element of the string got pushed back in is [address#3]
Show content of <strListCopy>:
ab
de
ga
让我感到困惑的是：
为什么在第一个版本中所有字符串都具有相同的值？我尝试在 for each 循环中使用 const strStruct& 而不是 strStruct 来解决问题，但我不明白如何。
为什么const char* 和const char[] 的行为如此不同？我认为它们大致相同，原因如下：
const char myChars[] = "abcde";
const char* myCharsCopy = myChars;
std::cout << myChars << " vs " << myCharsCopy << std::endl;
它打印出abcde vs abcde，你可以直接将const char[]的值赋值给const char*，没有任何错误。
-
为什么将
const char[] 更改为const char* 可以解决问题？
【问题讨论】：
for (StrStruct strStructEle : strStructList) 正在制作结构的临时副本。您正在存储指向这些副本的指针，看起来因为它们在循环结束时超出范围，程序会一遍又一遍地使用相同的位置，因此所有指针都指向同一个位置。使用for (StrStruct & strStructEle : strStructList) 获取对vector 中原件的引用，而不是它们的副本..
复制struct char x[8]; 时复制字符串，复制struct char *x; 时复制字符串地址。
【参考方案1】：
理解其余部分所必需的基础知识：
数组和衰减
struct StrStruct
const char myStr[3];
;
包含数据
struct StrStruct
const char * myStr;
;
指向数据。
Arrays decay to pointers 但本身不是指针。
const char myChars[] = "abcde";
创建一个大小正好合适的数组（六个字符、五个字母和空终止符）来保存"abcde"，并将字符串复制到数组中。请注意，这不必是const。
const char* myCharsCopy = myChars;
定义一个指向char 的指针，并将数组myChars 分配给它。 myChars 自动衰减到进程中的一个指针。 myCharsCopy 不是myChars 的副本；它只保存myChars 的地址。请注意，只要myChars 是const，myCharsCopy 就必须是const。另请注意，您不能分配给数组，并且几乎不可能复制数组，除非您将其放在另一个数据结构中。您通常可以做的最好的事情是将数组中的内容复制到另一个数组（memcpy 或 strcpy，具体取决于目标以及该数组是否为空字符数组）。
请注意，在许多用途中，例如函数参数const char[] 和const char* 表示相同的含义。
void func(const char a[], // accepts constant pointer to char
const char * b) // also accepts constant pointer to char
这些东西变得非常奇怪，原因（主要）在 1970 年代很有意义。今天我强烈推荐你使用像 std::vector 和 std::array 这样的库容器，而不是原始数组。
基于范围的 for 循环
除非您另有说明，否则基于范围的 for 循环对列表中的项目的副本进行操作。在正文中
for (StrStruct strStructEle : strStructList)
在循环的第一次迭代中，strStructEle 不是strStruct1，甚至不是位于strStructList 中的strStructEle 的副本，它是第三个相同的对象。副本在正文结束时被销毁，从而释放使用的存储空间。
有
for (StrStruct & strStructEle : strStructList)
循环将对strStructList 中的项目的引用进行操作，因此不会复制。
现在你已经掌握了速度......
第 1 点
为什么在第一个版本中所有字符串都具有相同的值？我尝试在 for each 循环中使用 const strStruct& 而不是 strStruct 来解决问题，但我不明白如何。
自从
struct StrStruct
const char myStr[3];
;
包含复制StrStruct 时的数据。代码在这里复制数据结构
std::vector<StrStruct> strStructListstrStruct1, strStruct2, strStruct3;
更重要的是输出，这里
for (StrStruct strStructEle : strStructList) // strStructEle copied, so data in it is copied
strListCopy.push_back(strStructEle.myStr); //strStructEle.myStr decays to pointer,
// and pointer is stored in strListCopy
// this is not really a copy it's a pointer
// to data stored elsewhere
std::cout << "Memory address for the string got pushed back in is "
<< &strStructEle.myStr << std::endl; // print address of array
std::cout << "Memory address for the first element of the string got pushed back in is "
<< (void *) &strStructEle.myStr[0] << "\n" <<std::endl;
// prints address of the first item in the array, the same as the array
// strStructEle is destroyed here, so the stored pointer is now invalid.
// Technically anything can happen at this point
但在这种情况下，任何可能发生的事情似乎都是在循环的下一次迭代中将存储重用于strStructEle。这就是为什么所有存储的指针看起来都是一样的。他们是一样的。它们是不同的对象，在不同的时间点都位于同一位置。所有这些对象都已过期，因此尝试查看它们是not a good idea。
const strStruct&“修复”了这个问题，因为没有复制。每次迭代都对不同位置的不同对象进行操作，而不是对同一位置的不同对象进行操作。
第 3 点
为什么将
const char[]更改为const char*可以解决问题？
如果myStr 是指针而不是数组，情况就不同了
for (StrStruct strStructEle : strStructList) // strStructEle copied, so data in it is copied
// BUT! The data in it is a pointer to data
// stored elsewhere that is NOT copied
strListCopy.push_back(strStructEle.myStr); //strStructEle.myStr is a pointer and is
// directly stored in strListCopy
// this is still not a copy
std::cout << "Memory address for the string got pushed back in is "
<< &strStructEle.myStr << std::endl; // print address of pointer, not what
// it points at
std::cout << "Memory address for the first element of the string got pushed back in is "
<< (void *) &strStructEle.myStr[0] << "\n" <<std::endl;
// prints address of the first item pointed to by the pointer,
// and will be a totally different address
第 2 点
为什么 const char* 和 const char[] 行为如此不同？由于以下原因，我认为它们大致相同......
这是如上所述的数组衰减的结果。
旁白：
vectors 在被允许直接包含（和own）他们正在收集的数据时处于最佳状态。它们处理所有的内存管理，并将数据保存在一个漂亮、易于缓存的块中。
【讨论】：
【参考方案2】：基于评论区的Yakov Galka和user4581301
在回答之前要弄清楚的几件事：
const char*和const char[]的区别：
概念上：
const char* 是指向const char 的指针
const char[] 是字符数组本身。
就代码而言：
const char* 存储一个内存地址，并且，它自己的内存地址与它所存储的内存地址不同。
const char[] 存储数组中第一个元素的内存地址，并且，它自己的内存地址与它存储的那个相同。 p>
const char myCharsArray[] = "abcde"; // Writing like this guarrentees you have an null terminator at the end
const char* myCharsPointer = "qwert\0";
std::cout << "The memory address for <myCharsArray> is "
<< &myCharsArray
<< std::endl;;
std::cout << "The memory address for the first element in <myCharArray> is "
<< (void *) &myCharsArray[0]
<< std::endl;
std::cout << "The memory address for <myCharsPointer> is "
<< &myCharsPointer
<< std::endl;
std::cout << "The memory address for the first element in <myCharsPointer> is "
<< (void *) &myCharsPointer[0]
<< std::endl;
它的输出是这样的：
The memory address for <myCharsArray> is [address#10]
The memory address for the first element in <myCharArray> is [address#10]
The memory address for <myCharsPointer> is [address#88]
The memory address for the first element in <myCharsPointer> is [address#99]
回答这三个问题：
问题一：
在第一个版本中，std::vector::push_back 不断添加它复制的字符数组中第一个元素的地址，这也是strStructEle.myStr 本身的地址，它永远不会改变。最后，列表是一堆值完全相同的内存地址。
通过使用const strStruct&，使用对原始内容的引用。因此，它们唯一且真实的内存地址被复制到列表中。
问题 2：
如上所述的差异。
问题 3：
它允许传递原始字符数组的原始内存地址，而不是复制原始字符数组的内容，然后复制临时对象的内存地址。
【讨论】：
不是push_back复制了数组，它的for (StrStruct strStructEle : strStructList)也复制了数组并且超出了范围，释放了数组使用的空间，以便在下一次循环迭代中重用.
注意：只是为了混淆，在函数参数中，const char[]实际上意味着const char*；你不能按值传递数组。在 OP 将其嵌入结构的情况下，它实际上是一个数组，但是当在某些上下文中声明为数组的东西并不是真正的数组时，这种混淆是可以理解的。
@user4581301 我只是想知道人们从哪里知道这些东西。我正在尝试自学 C++，这是一段非常有趣的旅程。有什么推荐的资源吗？
Here's a curated list of books that are generally accepted as high quality by Stack Overflow users.。我不是 C++Primer 的忠实粉丝，因为第 5 版中的一些信息已经过时了 10 多年。不幸的是，第 6 版似乎被 COVID 或 2020 C++ 语言标准更新中的更改所阻止。一旦掌握了语言基础知识，请阅读有效的现代 C++。在那之后，疯狂地阅读你认为你会感兴趣并且有用的东西。以上是关于为啥 <const char*> 和 <const char[]> 有非常不同的内存或指针行为？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
为啥我可以在 std::map<std::string, int> 中使用 const char* 作为键
为啥 atoi 函数不能将 const char * 转换为 int？