前言

本文用于记录C/C++中字符串的相关知识

一、字符串简介

字符型变量(char)用于存储一个单一字符，其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时，需要用一对英文半角格式的单引号(’ ‘)把字符括起来。字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去，而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。
**字符串是内存中一段连续的char空间，以’\0’(数字0)结尾。**字符串常量是由双引号括起来的字符序列，如“china”、“C program”，“$12.5”等都是合法的字符串常量。

字符串常量与字符常量的不同：
每个字符串的结尾，编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’，即 “a” 包含两个字符’a’和’\0’。

二、字符串定义形式

1、以字符数组形式定义

字符串一定是一个char型数组，但char型数组未必是字符串

 char str1[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
 printf("%s\n", str1); // 普通字符数组，一般输出为乱码
 char str2[] =  {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 0};
 char str3[] =  {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
 printf("%s\n", str2); // hello
 printf("%s\n", str3); // hello

测试数组的大小和字符串的长度

char str4[] = "hello world";
char str5[100] = "hello world";
char str6[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', 0};
char str7[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
printf("str4=%d\n", strlen(str4)); //11
printf("str5=%d\n", strlen(str5)); //11
printf("str6=%d\n", strlen(str6)); //11
printf("str7=%d\n", strlen(str7)); //11
printf("str8=%d\n", strlen(str8)); //11
printf("str4=%d\n", sizeof(str4)); //12
printf("str5=%d\n", sizeof(str5)); //100
printf("str6=%d\n", sizeof(str6)); //12
printf("str7=%d\n", sizeof(str7)); //12
printf("str8=%d\n", sizeof(str8)); //100

首先需要注意的是sizeof是关键字不是函数，不需要包含任何头文件，而且strlen和sizeof返回类型是size_t，格式化输出%d会产生如下警告:

言归正传，从输出结果可以看出，strlen函数不会计算最后的结束标志符’\0’，无论是人为添加的（如str6\str7）或编译器添加的（如str4），str5、str8是一个长度为100的字符型数组，其未初始化位置默认初始化为0。
注意：定义字符数组一定要进行初始化！
看下面这个例子：

• 未初始化

  void test01()
  {
      char test[40];
      for(int i=0; i<26; ++i)
      {
          test[i] = 'A' + i;
      }
      for(int i=0; i<26; ++i)
      {
          printf("%c ", test[i]);
      }// A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
      printf("\n");
      printf("%d\n", sizeof(test)); // 40
      printf("%d\n", strlen(test)); // 29
  }
  

• 初始化

  void test02()
  {
      char test[40] = {0};
      for(int i=0; i<26; ++i)
      {
          test[i] = 'A' + i;
      }
      for(int i=0; i<26; ++i)
      {
          printf("%c ", test[i]);
      }// A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
      printf("\n");
      printf("%d\n", sizeof(test)); // 40
      printf("%d\n", strlen(test)); // 26
  }
  

从输出结果可以看出，未初始化的字符数组strlen后的结果不对，这是因为当我们对test字符串进行时，申请到一块内存，此时这块内存中可能储存有值，导致使用strlen计算test字符串时找不到字符串结束标志 ’\0‘（strlen不计算\0的结果），而会在test申请的那片内存后面一直找下去，找到 ’\0‘ 后输出，计算的结果，此时输出的结果肯定错误的结果。

2、以char*形式定义

char*本质上是一个常量指针。

char *s1 = "hello";
//s1[0] = 'H'; erro
s1 = "world";
printf("%s\n",s1); // world

char*是一个常量指针（常量的指针），即它指向的内存中的内容不能发生改变，但它可以改变自身的指向。

 char s2[] = "java";
 char *s3 = "python";
 s3 = s2;

注意：char*形式定义字符串具有风险

char *p = "hello";

1. 在栈区开辟内存放char* p。
2. 在常量存储区开辟内存放"hello"。
3. 将"hello"中第一个字符的内存地址赋值给p。

其中，"hello"是不允许修改的。当你试图去修改内存中的常量区，肯定会报错！

3、以const char*形式定义

const char* 是一个常量指针，表示指针的指向可以修改，指针的值无法修改。

const char* s1 = "hello";
printf("%s\n", s1);
char s2[] = "world";
s2[0] = 'W';
s1 = s2;
printf("%s\n", s1);
//s1[0] = 'w'; error 表达式必须是可修改的左值

相较于char * 形式，const char * 的形式更加直接明了，建议使用这种形式。

4、以string形式

• string 和 const char*互转

  //string转const char*
  #include <string>
  string s = "sss";
  const char* c = s.c_str();
   
  //const char*转string
  const char* c = "ppp";
  string s = c;
  

• string 和 char *互转

  //string转char*
  #include <string>
  string str = "string";
  //法一
  char* chr = const_cast<char*>(str.c_str());
  //法二
  char *cstr = &str[0];
   
   
  //char*转string
  char* c = "ppp";
  string s = c;
  
  

三、地址输出

• printf

  char s1[] = "hello";
  char *s2 = "hello";
  const char *s3 = "hello";
  char s4[10] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
  printf("%p\n", s1); // 0x16d3ab1a0
  printf("%p\n", s2); // 0x102a57fa2
  printf("%p\n", s3); // 0x102a57fa2
  printf("%p\n", s4); // 0x16d3ab1a8
  

• cout

  char s1[] = "hello";
  char *s2 = "hello";
  const char *s3 = "hello";
  char s4[10] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
  string s5 = "hello";
  cout << &s1 << endl; //0x16b08b1b0
  cout << &s2 << endl; //0x16b08b1a8
  cout << &s3 << endl; //0x16b08b1a0
  cout << &s4 << endl; //0x16b08b1b8
  cout << &s5 << endl; //0x16b1ff188
  

四、sizeof和strlen比较

references

C、C++ 对于char*和char[]的理解
char * 和const char *的区别