c语言指针与字符数组

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我们所说的字符串就是字符数组的一种，就如我们常见的"hello world!"，字符串的使用在C语言中也是非常重要的，常常会遇到一些操作，如字符串的修改、拷贝、字符串长度等，在物联网的应用中也尤为突出，物联网应用中所用的模组，大多是需要使用AT指令的，这就需要对字符串的操作。

在字符数组或字符串的操作中，首先要理解字符串在内存中的存储，比如我们有一个"hello"字符串，我们用sizeof计算它的大小，我们可以看到它的大小为6，是6个字节，明明是5个字符，为什么是6个字节呢？我们打印出来看一下

#include<stdio.h>

int main()
{
	char c[] = "hello";
	
	peintf("size of c = %d\n",sizeof(c));
    return 0;
}

我们打印出来的结果是6

明明里面是5个字符，为什么使用sizeof出来是6，因为在字符串的结尾还有一个字符’\0’，在字符串中默认是以NULL也就是\0为结尾的，所以这个字符串计算出来的大小是6。

定义一个数组char a[8];将hello拷贝到这个数组中，通过内存分布的图示来分析一下

a[0] = ‘h’;a[1] = ‘e’;a[2] = ‘l’;a[3] = ‘l’;a[4] = ‘o’;a[5] = ‘\0’

最后这里就是以’\0’结尾的，表示这个字符串结束了。这是一个语法规则，必须要记住的。

我们通过一段代码来看一下，没有’\0’结尾的字符串，打印出来是什么样的

#include <stdio.h>

int main()
{
        char c[5];

        c[0] = 'h';
        c[1] = 'e';
        c[2] = 'l';
        c[3] = 'l';
        c[4] = 'o';

        printf("char = %s\nsizeof(c) = %d\n",c,sizeof(c));
        return 0;
}

这里打印出来的结果就是数组定义的大小，并不是6，我在两个平台下进行验证结果，在linux中打印出来的结果字符串内容正常，在vc++6.0中打印出来的是乱码，这就说明软件运行时没有找到结束符。

我们给这个数组增加一个’\0’再来打印看，打印出来的字符串就正常了

#include <stdio.h>

int main()
{
        char c[6];

        c[0] = 'h';
        c[1] = 'e';
        c[2] = 'l';
        c[3] = 'l';
        c[4] = 'o';
	    c[5] = '\0';

        printf("char = %s\nsizeof(c) = %d\n",c,sizeof(c));
        return 0;
}

字符串的操作有很多操作函数，比如strlen计算字符串长度的，这里的长度不是计算占用空间的大小，这里是字符串的个数，我们来看一下hello的字符串长度

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
        char c[] = "hello";
        int len = strlen(c);

		printf("sizeof(c) = %d\n",sizeof(c));
        printf("lenth = %d\n",len);
        return 0;
}

打印出来的结果如我们所料，strlen是计算字符数组中元素个数的，不包含结束符，这个一定要区分开，这也是面试中常见的一个知识点。

字符串的初始化方式有多种，我们上面看到的char c[6] = “hello”;这是一种，这是隐式的将’\0’添加到字符串中，还有一种是这样char c[6] = {‘h’,‘e’,‘l’,‘l’,‘o’,’\0’};这是显示地将结束符定义在数组中，并且数组大小要大于或等于大括号中的元素个数，数组在内存中是连续存储的，它的内存分布

c是这个数组的名称，数组元素在内存中的分布，第一个h的地址是100，每个元素占1个字节，整个数组的内存地址分布就如上图所示。

我们定义一个指针变量char * pc;内存示意，通常指针是4个字节，假设这里的地址是200

我们接下来写这样一段代码

char c[6] = {'h','e','l','l','o','\0'};
char * pc;
pc = c;

pc是指向字符的指针，实际上pc中的值是数组c的首元素地址100

这样我们就可以使用pc这个指针变量来操作数组了，比如想要修改数组的内容可以pc[0] = ‘w’，我们打印出c的数组内容就会改变，这里的pc是基地址，pc+i就可以指向数组的对应地址，通过解引用*（pc+i）得到数组内的具体元素。

这里我们要注意的是我们不能写成c = pc，这种是会编译报错的，我们同样不能对数组进行和指针类似的操作如c = c+1;但是可以对指针进行这种操作，比如pc++，这样就可以指向数组的下一个元素。对应地址变为101

我们通过一段代码加深一下，指针和数组之间的关系应用。

定义一个数组，通过调用打印函数将数组中的内容打印出来

#include <stdio.h>

void print(char *c)
{
	int i = 0;

	while(c[i] != '\0')
	{
		printf("%c",c[i]);
		i++;
	}

	printf("\n");
}
int main()
{
        char c[10] = "hello";

        print(c);
        return 0;
}

打印出来的结果如下，可以看到完整地将hello打印出来

接下来分析一下上面函数，在main函数中定义了字符串，我们写一个打印函数，将数组的首地址传入打印函数，传入函数的首地址的值就是对应的数组中的元素，通过判断是否到最后一个字符，决定是否结束打印。

我们在打印函数中还可以使用指针的方式来操作，打印函数修改为，我们得到的结果仍然是正确的，传入数组的首地址，遍历数组中的每个元素的地址，对地址中的值进行解引用，得到最终的字符串。

void print(char *c)
{
	int i = 0;

	while(*(c + i) != '\0')
	{
		printf("%c",*(c + i));
		i++;
	}

	printf("\n");
}

我们还有一种写法

void print(char *c)
{
	while(*c != '\0')
	{
		printf("%c",*c);
		c++;
	}

	printf("\n");
}

得到的结果同样是准确无误的。

我们在讨论指针的时候，要清楚指针它在内存中的分布，这样才能更好应用指针的一些操作。

在定义字符串的时候，我们使用数组定义，它是被分配在栈上的

char c[10] = "hello";

如果我们使用指针定义字符串,它是被分配在常量区的，是不可修改的。

char *c = "hello";

如果不允许字符串修改的话我们可以在print函数中形参中加上const

void print(const char *c)
{
	while(*c != '\0')
	{
		printf("%c",*c);
		c++;
	}

	printf("\n");
}