数组与指针

 

 

数组与指针是内存管理的关键，也是C/C++中较难掌握的的地方。现在对其进行一些分析与总结。

 

 一。内存分配方式有四种：

        1.从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的
          整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量，即使是局部static变量（即函数内部定义的static变量）。

          如：

          const char *func()

          {

               static char res[256]={0};

               ...

               return res;  // this is correct.

          }

        2.在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函
         数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集
         中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

          const char *func()

          {

               char res[256]={0};

               ...

               return res;  // this is wrong.

          }

 

       3.从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多
          少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存期
          由我们决定，使用非常灵活，但问题也最多。堆内存的释放必须用free或delete显式释放，

         否则要等到程序结束后由操作系统负责收回。

         const char *func()

          {

               char* res=new char[256];

               ...

               return res;  // this is correct.

          }

 

      4.文字常量区。常量就放在这里，即使是局部定义的常量也放在文字常量区，内容不可以被更改，如常量字符串，一直到程序结束后才由系统释放。例如：

                const int* func(void)
                {
                    const int x=2;
                    return &x;
               }

              const int *y=func();

              cout<<*y<<endl;// result is 2.

 

 

二。数组与指针的特点分析：

        数组的特点分析：

        1.数组长度必须在编译时确定；

        2.数组长度不可变；

        3.数组存在于栈中，只在定义它的语句块内存在；

        4.数组名表示数组第一个元素的地址（它也是指针，也是迭代器，但只能作为右值），但是用sizeof操作符计算其大小是该数组所占的字节数，而不是数组名本身的字节数，唯一的例外是当数组作为函数的参数传递时，数组名自动退化为同类型的指针。例如：

           int a[10];

           cout<<sizeof(a)<<endl;// result is 40

           void func(int  a[10])

           {

               cout<<sizeof(a)<<endl;//result is 4

           }

           动态分配数组返回的指针的特点分析：

           1.数组长度在编译时不需要知道；

           2.一旦分配，数组长度不可变；

           3.存在堆中，除非显示地释放，它一直存在，即使程序已经结束；

           4.无数组名，只有返回的指针。该指针跟一般指针完全一样，如用sizeof 操作符计算其大小，得到是该指针所占内存（32位系统中，指针占4位），而不是其指向的数组所占的内存。如：

            int a[10];

            int *p=a;

           cout<<sizeof(p)<<endl;// result is 4

            p=new int[10];

            cout<<sizeof(p)<<endl;// result is 4

 

          一般指针的特点分析：

          C/C++中无法知道指针所指内容的内存容量，而只能知道指针本身所占的内存。

          sizeof( 指针名)永远为4（在32位系统中），而不管指针指向的是不是数组，指向的内存在堆内还是在栈内。

 

三。C-风格字符串：

        1.C风格字符串：

           以空字符null结束的字符数组即为C风格字符串。

        2.字符串字面值：

            （1）类型：const char*，即不可更改的字符串。

            （2）存储位置及生命期：存储在文字常量区，一直到程序的结束。

            （3）与数组关系：可以初始化（const char 或char型）数组，实质就是拷贝初始化，因此初始化后数组与文字常量区中的该字符串字面值无关了。

                      如：char a[]="hello world"；

                              a[0]='s';// ok

                      又如：

                      char *GetString(void)
                      {
                          char p[] = "hello world";
                          return p; // 编译器将提出警告
                      }

                     char *str = NULL;
                      str = GetString(); // str 的内容是垃圾，注意函数返回后，str不为NULL，但其指向的栈内存已经被释放了。

                    

 

            （4）与指针关系：可以初始化或赋值给const char* 或char* 类型的指针，此指针指向的是文字常量区中的字面值常量的地址，因此不可以通过该指针修改其内容，

                      而且其内容和地址知道程序结束均不变。

                     如：char *p="hello world"；

                              p[0]='s';// error

                    char *GetString(void)
                      {
                          char *p = "hello world";
                          return p;                      

                      }

                     char *str = NULL;
                      str = GetString(); // str 的内容是"hello world", 但注意str指向的是文字常量区里字面值的指针。

 

        3.C风格字符串的标准库函数：

            标准库strting.h里的以str开头的函数均是C风格字符串的标准函数。

            这些函数要求C风格字符串：以NULL结尾的字符数组，接受char型数组名或char*型指针。

        4. strlen与sizeof 的区别：

           （1）strlen 只接受char* 型指针或char型数组名，而sizeof 接受任何类型的对象或任何类型名；

           （2）strlen对char* 指针和char型数组名是完全一样的，而sizeof 对指针和数组名是不一样的：对指针结果为4，对数组名结果是该数组所占的内存空间；

           （3）strlen计算C风格字符串的长度，不包括最后的null字符，而sizeof对char型数组名计算的长度包括最后的Null字符。