如果 x 的类型是 char * 而不是 char[N]，那么 printf("%s\n", x) 是如何工作的？

Posted 2023-02-25

【中文标题】如果 x 的类型是 char * 而不是 char[N]，那么 printf("%s\\n", x) 是如何工作的？

【英文标题】：How does printf("%s\n", x) work, if x is of type char * instead of char[N]?如果 x 的类型是 char * 而不是 char[N]，那么 printf("%s\n", x) 是如何工作的？

【发布时间】：2019-01-11 09:58:57

【问题描述】：

一些示例代码：

#include <stdio.h>

void func0(char *x)

  printf("func0, %s, %zu\n", x, sizeof(x));


//for comparison with func0
void func1(char **x)

  printf("func1, %s, %zu\n", *x, sizeof(*x));


int main()

  char x[10] = "hello";
  printf("%s, %zu, %zu, %zu\n", x, sizeof(x), sizeof(*x), sizeof("hello"));
  func0(x);
  func1(&x);
  return 0;

对于 func1()（用于与 func0 进行比较），存在“警告：不兼容的指针类型将 'char (*)[10]' 传递给 'char **' 类型的参数”和“分段错误”错误。

但是对于 func0()，'char [10]' 类型不是转换为 'char *' 吗？如果是这样，printf("%s") 怎么还能打印出“hello”？如func0()的输出所示：

hello, 10, 1, 6
func0, hello, 8

长度信息（即char[N]的N）是否传递给func0？

func0 中的 x 和 func1 中的 *x 有什么区别？它们不都是指向字符的地址吗？

非常感谢。

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[编辑] 非常感谢您的详细回答！

让我总结一下 func1() 的警告和错误。

char x[10] = "hello";

&x 的类型是 char (*)[10]，它是指向数组的指针，而不是指向指针的指针（例如 char **）。因此发出警告。

x 已经是地址（指向字符串），只能取实际内存空间的地址。 &x 不是 x 的地址。 **x in func1(): 试图从非法地址（本例中的“H”值？）读取，因此出现分段错误。

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额外的问题是：

使用 &x 的用例是什么（例如 char (*) [N]）？

我看到了 x 和 &x、char * / char[N] 与 char (*) [N] 之间的区别，但我无法确定必须使用 char(*) [N] 的情况。 x 和 &x 毕竟是同一个地址。

【问题讨论】：

C 中的 char* 字符串以零结尾。这意味着 printf 语句不知道字符串的长度，而只是打印每个字符，直到找到的第一个零字符。

@Adder，啊，有道理。那为什么func1中的printf会失败呢？

char **x 是一个指向指针数组（实际上是你的字符串）的指针。使用它的值是&(*x)，它就是x -> printf("func1, %s, %lu\n", x, sizeof(x));

@Hearner：char **x 不是指向指针数组的指针。它是一个指向char 的指针。换句话说，它的类型不包括任何类型的数组。在指向的位置可能有一个指针数组，但这不是char **x 类型的一部分。

sizeof must be printed using %zu

【参考方案1】：

存在“警告：不兼容的指针类型将 char (*)[10] 传递给 char ** 类型的参数”和“分段错误”错误。

没错，&x 表达式会生成一个指向十个字符数组的指针，因此会发出警告。如果你想将指针传递给指针，请创建一个指针，并获取它的指针：

char *px = x; // alternatively you could write &x[0]
func1(&px);

但是对于func0()，不是char [10]类型转换为char *吗？

没错，当你进行函数调用时，字符数组“衰减”为字符指针。

printf("%s") 怎么还能打印出"hello"

这是可能的，因为x 包含一个以空字符结尾的字符序列。所以printf在处理%s时不需要知道数组的大小：停在'\0'就足够了。

本质上，%s 不需要知道数组的大小，它需要知道字符串的长度，同样strlen“知道”它：

printf("func0, %s, %lu\n", x, strlen(x));
// Prints hello 5

我看到x (char / char[N]) 和&x 之间的区别，但我不知道你必须使用char(*) [N] 的情况

这是一个小例子：

void print_many(char (*rows)[10], size_t count) 
    for (size_t i = 0 ; i != count ; i++) 
        printf("%zu: %s\n", i+1, rows[i]);
    

你这样称呼它：

char rows[10][] = "quick", "brown", "fox";
print_many(rows, 3);

Demo.

【讨论】：

是的！ &x 不是 x 的地址！谢谢你的例子。字符 *px = x; px 是:-)

使用 &x 的用例是什么（其中 x 是 char[N] 类型）？

@user7586189 当你确实需要一个指向数组的指针时，你会这样做——比如，迭代一个固定大小的数组数组。

但是 x（对于 char[N] 类型，没有 &）也能完成这项工作吗？

@user7586189 char(*)[N] 是一个指向数组的指针，所以它不会衰减到另一种类型。只有数组衰减为指针。

【参考方案2】：

长度信息（即char[N]的N）是否传递给func0？

没有。 func0 的参数是 char *。这是指向char 的指针，仅此而已。没有与之关联的长度。

但是对于func0()，'char [10]'类型不是转换成'char *'吗？

是的。当x（类型为char [10]）用作函数参数时，它会自动转换为指向其第一个参数的指针。所以函数接收到一个指向char的指针。

如果是这样，printf("%s") 怎么还能打印出“hello”？

传递给printf 的指针必须指向以空字符为结尾的字符串的第一个字符。因此，它接收到的指针指向一个包含'h' 的char，然后是一个包含'e' 的char，然后是'l'，然后是'l'，然后是'o'，然后是零。 printf 一个一个地打印字符，直到看到零。

func0中的x和func1中的*x有什么区别？

如果func1 被传递了一个指向char 的指针，那么使用*x 将一个指向char 的指针传递给printf 可能没问题。但是，您拨打func1 的电话是func1(&x)。这不是将指针传递给指向char 的指针。因为x 是一个由10 个char 组成的数组，所以&x 是一个指向一个由10 个char 组成的数组的指针。它不是指向指针的指针。

数组不是指针。尽管数组通常会自动转换为指针，但当数组是一元 & 的操作数时，不会发生这种自动转换。 （当数组是sizeof 或_Alignof 的操作数，或者当数组是用于初始化数组的字符串字面量时，也不会发生这种情况。）

要从数组x 中生成指向char 的指针，您必须将指针的地址指向其第一个字符。在简单的表达式中无法做到这一点，因为x 是数组，而不是指针。您可以使用char *y = x; 创建指向其第一个字符的指针，然后您可以将&y 传递给func1。

注意

不要使用%lu 打印来自sizeof 的尺寸。使用%zu。 z 修饰符专门用于尺寸类型size_t。

【讨论】：

是的，应该使用 "%zu":-) 使用 &x 的用例是什么（其中 x 是 char[N] 类型）？

【参考方案3】：

对于标题中的问题，print("%s\n", x) 不关心x 是指针还是数组，只要它包含以零结尾的字符串即可。

接下来，只有数组的最高维度可以透明地强制转换为指针，这就是警告的内容。

最后，&x 指向数组的零元素，因此当您在func1 中取消引用它时，数组的前几个元素（甚至可能是其中的八个，所以最右边的两个甚至没有初始化）被重新解释作为指向 char 的指针，几乎可以肯定地指向无处。段错误就是这样产生的。