对C/C++中字符串的理解

C/C++ 中每个字符串都以字符 \0 作为结尾，以此作为字符串结束的标志。

为了节省内存，C/C++ 把常量字符串放到单独的一个区域（一般放置在.rodata 中）。当几个指针赋值给相同的常量字符串时，它们实际上会指向相同的内存地址，因为在内存中，只存在一份相同的常量字符串。

.rodata 区域一般用来放置只读数据，如常量字符串，const 修饰的变量等（也有的编译器将常量字符串放在 .data 中）

下面是一道常见的面试题（本人就遇到过），略做了修改：

int main(int argc, char *argv[]) {
    char str1[] = "hello world";
    char str2[] = "hello world";

    // 如果直接 cout << str1 ; 或者 cout << (char *)str1 ; 
    // 则输出的是数组的内容，而不是数组的地址
    cout << (void *)str1 << endl;
    cout << (void *)str2 << endl; // 输出数组的首地址
    cout << endl;

    const char *str3 = "hello world";
    const char *str4 = "hello world";

    cout << (void *)("hello world") << endl; // 输出常量字符串的地址
    cout << (void *)str3 << endl; 
    cout << (void *)str4 << endl;
    cout << endl;

    if (str1 == str2)
        printf("str1 and str2 are same.\n");
    else
        printf("str1 and str2 are not same.\n");

    if (str3 == str4)
        printf("str3 and str4 are same.\n");
    else
        printf("str3 and str4 are not same.\n");

    return 0;
}

在 gcc 7.3.0 中运行的结果为：

0x7fff49fcfbd0
0x7fff49fcfbdc
0x557768a2ebc5
0x557768a2ebc5
0x557768a2ebc5
str1 and str2 are not same.
str3 and str4 are same.

解析：str1 和 str2 是两个字符串数组，编译器会为它们分配两个长度为 12 字节的空间（在栈空间中），并把 “hello world” 的内容分别复制到数组中去，即使 str1 和 str2 前面有 const 修饰，结果也是这样，即这是两个初始地址不同的数组，str1 和 str2 的值当然不一样，但是数组里的内容是一样的。

代码中出现的所有 “hello world” 在内存中其实只存在一份（可通过 objdump -s 查看）。编译器将所有相同的常量字符串在 .rodata 中只保存其一份实体，但是可以在程序中存在多个不同名称的指针去指向它，但是那些指针变量里所存的内容却是一样的（指针变量本身的地址不同），存的都是这个相同的常量字符串中所在内存的地址。所以 str3 和 str4 的值是相同的。

通过 objdump 工具可以证实上面所述，执行 objdump -s a.out 命令：

...
Contents of section .rodata:
 0bc0 01000200 0068656c 6c6f2077 6f726c64  .....hello world
 0bd0 00737472 3120616e 64207374 72322061  .str1 and str2 a
 0be0 7265206e 6f742073 616d652e 00737472  re not same..str
 0bf0 3320616e 64207374 72342061 72652073  3 and str4 are s
 0c00 616d652e 00737472 3320616e 64207374  ame..str3 and st
 0c10 72342061 7265206e 6f742073 616d652e  r4 are not same.
 0c20 00   
 ...

从上面的结果可以得知，所有的常量字符串都存储在 .rodata 中，而且相同的常量字符串只存在一份。

常量字符串 的类型为 const char *，是一个字符数组。

cout << typeid(“hello world”).name() << endl; // A12_c
cout << typeid(str3).name() << endl; // PKc