深入分析C++中char * 和char []的区别

 

问题引入：

在实习过程中发现了一个以前一直默认的错误，同样char *c = "abc"和char c[]="abc",前者改变其内

 

容程序是会崩溃的，而后者完全正确。

程序演示：

测试环境Devc++

代码

运行结果

2293628 4199056 abc

2293624 2293624 abc

2293620 4199056 abc

 

#include <iostream>

using namespace std;

 

main()

{

   char *c1 = "abc";

   char c2[] = "abc";

   char *c3 = ( char* )malloc(3);

   c3 = "abc";

   printf("%d %d %s/n",&c1,c1,c1);

   printf("%d %d %s/n",&c2,c2,c2);

   printf("%d %d %s/n",&c3,c3,c3);

   getchar();

}   

 

 

参考资料：

首先要搞清楚编译程序占用的内存的分区形式：

一、预备知识—程序的内存分配

一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区（stack）—由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于

 

数据结构中的栈。

2、堆区（heap）—一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收。注意它与数据

 

结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。

3、全局区（静态区）（static）—全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态

 

变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统

 

释放。

4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。

5、程序代码区

这是一个前辈写的，非常详细

//main.cpp

  int a=0;    //全局初始化区

  char *p1;   //全局未初始化区

  main()

  {

   int b;栈

   char s[]="abc";   //栈

   char *p2;         //栈

   char *p3="123456";   //123456/0在常量区，p3在栈上。

   static int c=0；   //全局（静态）初始化区

   p1 = (char*)malloc(10);

   p2 = (char*)malloc(20);   //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。

   strcpy(p1,"123456");   //123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所向"123456"优化成一个地方。

}

二、堆和栈的理论知识

2.1申请方式

stack:

由系统自动分配。例如，声明在函数中一个局部变量int b;系统自动在栈中为b开辟空间

heap:

需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数

如p1=(char*)malloc(10);

在C++中用new运算符

如p2=(char*)malloc(10);

但是注意p1、p2本身是在栈中的。

2.2

申请后系统的响应

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，

会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将

 

该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大

 

小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正

 

好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

2.3申请大小的限制

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地

 

址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译

 

时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间

 

较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地

 

址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的

 

虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

2.4申请效率的比较：

栈:由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆:是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用Virtual Alloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈,而是直接在进

 

程的地址空间中保留一块内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

2.5堆和栈中的存储内容

栈：在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的

 

地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变

 

量。注意静态变量是不入栈的。

当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主

 

函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。

2.6存取效率的比较

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";

char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb";

aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；

而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；

但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。

比如：

#include

voidmain()

{

char a=1;

char c[]="1234567890";

char *p="1234567890";

a = c[1];

a = p[1];

return;

}

对应的汇编代码

10:a=c[1];

004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]

0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl

11:a=p[1];

0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]

004010708A4201moval,byteptr[edx+1]

004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al

第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据

 

edx读取字符，显然慢了。

2.7小结：

堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：

使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会

 

切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。

使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。

 

自我总结：

char *c1 = "abc";实际上先是在文字常量区分配了一块内存放"abc",然后在栈上分配一地址给c1并指向

 

这块地址，然后改变常量"abc"自然会崩溃

 

然而char c2[] = "abc",实际上abc分配内存的地方和上者并不一样，可以从

4199056

2293624 看出，完全是两块地方，推断4199056处于常量区，而2293624处于栈区

 

2293628

2293624

2293620 这段输出看出三个指针分配的区域为栈区，而且是从高地址到低地址

 

2293620 4199056 abc 看出编译器将c3优化指向常量区的"abc"

 

 

继续思考：

代码：

 

输出：

2293628 4199056 abc

2293624 2293624 abc

2293620 4012976 gbc

写成注释那样，后面改动就会崩溃

可见strcpy(c3,"abc");abc是另一块地方分配的，而且可以改变，和上面的参考文档说法有些不一定， 

 

#include <iostream>

using namespace std;

 

main()

{

   char *c1 = "abc";

   char c2[] = "abc";

   char *c3 = ( char* )malloc(3);

   //  *c3 = "abc" //error

   strcpy(c3,"abc");

   c3[0] = 'g';

   printf("%d %d %s/n",&c1,c1,c1);

   printf("%d %d %s/n",&c2,c2,c2);

   printf("%d %d %s/n",&c3,c3,c3);

   getchar();

}   

 

 

 

本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/winterimm/archive/2009/02/28/3943283.aspx