指向（定义了指针数组）字符串的指针数组：字符串是否按顺序存储在 memory 中？

Question

我想知道字符串是如何存储在 memory 中的，当使用/通过指向它们的指针数组定义它们时。

例如：

char *pa[] = { "Hello World!", "foo","bar","huhu","Let´s talk about that" };

字符串（或更好：它们的字符）是否按顺序存储在 memory 中，一个接一个？

例如，在这种情况下：

第二个字符串"foo"的第一个字符字节f直接存储在第一个字符串"Hello World!"的\0 -Null 字符之后的字节内。 .

或者

存储在 memory 中的字符串是否分开存储？例如：

\0 - 第一个字符串"Hello World!"的空字符 - 第二个字符串"foo"的f字符之间的字节序列？

或者

即便如此，存储是否取决于情况、编译器、平台等，并且一次是直接顺序的，一次不是？

是否还会发生，第二个字符串"foo"的第一个字符f直接存储在第一个字符串"Hello World!"的\0字符之后。 ，这意味着它们是按顺序存储的，并且在第二个字符串"foo"的\0字符和第三个字符串"bar"的第一个字符之间，即b是字符串组非附属字节的间隙，依赖于编译器、平台等？

问题是针对 C 和 C++ 的，因为我同时使用两者。 如果这两者之间的答案发生变化，请说明重点关注哪种语言。

希望你能明白，我的意思。 非常感谢您的任何回答。

Answer 1

不，你不能假设任何事情。 它们是否存储在连续的 memory 中由实现定义。

如果您真的希望字符串是那样的，请尝试

const char *base = "hello\0foo\0bar";
const char *hello = base;
const char *foo = base + 6; // hello + strlen(hello) + 1
const char *bar = base + 10; // foo + strlen(foo) + 1

或者，正如@SteveSummit 建议的那样

const char *pa[] = { base, base + 6, base + 10 };

Answer 2

此外，如果你有

char *pa[] = { "testing", "testing", "more testing" };

编译器可以只存储字符串"testing"的一份副本，并从pa[0]和pa[1]指向它。 （事实上，我只是用两个现代编译器尝试过，它们都做到了。）

从理论上讲，一个非常聪明的编译器可以只存储字符串"more testing"并让pa[0]和pa[1]指向它的中间。

我假设您是出于好奇而询问，但如果您有任何机会考虑编写代码，该代码以某种方式依赖于 memory 中字符串常量的顺序，那么直接而简单的答案是：不要。

Answer 3

Steve Summit 的回答是：如果存储了多个字符串，它们可以按任何顺序排列，也可以彼此相距很远。

此外，使用“>”、“>=”等比较指向这些字符串的指针是未定义的行为。 因此，您可以检查例如 p1 = "testing"、p2 = "testing"、p2 == p1 + 8 是否（在没有任何保证的情况下会产生 0 或 1），但不能检查 p2 >= p1 + 8 是否。

Answer 4

正如其他人提到的，memory 布局是实现定义的。

扩展pmg的方法并做 C 你可以这样做：

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

char ** create_pointer_array_pointing_to_sequential_data(char ** ppa)
{
  char ** result = NULL;

  if (NULL == ppa)
  {
    errno = EINVAL;
  }
  else
  {
    size_t s = 0;
    size_t l = 0;

    while (NULL != ppa[l])
    {
      s += strlen(ppa[l]);
      ++l;
    }

    result = malloc((l + 1) * sizeof *result);
    if (NULL != result)
    {
      result[0] = malloc(s + l + 1);
      if (NULL != result[0])
      {
        for (size_t i = 0; i < l; ++i)
        {
          strcpy(result[i], ppa[i]);
          result[i + 1] = result[i] + strlen(result[i]) + 1;
        }

        result[l] = NULL;
      }
      else
      {
        int errno_save = errno;
        free(result);
        errno = errno_save;
        result = NULL;
      }
    }
  }

  return result;
}

像这样使用它：

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

char ** create_pointer_array_pointing_to_sequential_data(char ** ppa);

int main(void)
{
  char ** pa = create_pointer_array_pointing_to_sequential_data(
    (char*[]){"Hello World!",
      "foo",
      "bar",
      "huhu",
      "Let's talk about that",
      NULL}
    );

   if (NULL == pa)
   {
     perror("create_pointer_array_pointing_to_sequential_data() failed");
     exit(EXIT_FAILURE);
   }

   for (size_t i = 0; NULL != pa[i]; ++i)
   {
     printf("pa[%zu] starts at %p and ends at %p: %s\n", 
       i, (void*) pa[i], (void*)(pa[i] + strlen(pa[i])), pa[i]);
   }
 }

并得到：

pa[0] starts at 0x6000003f0 and ends at 0x6000003fc: Hello World!
pa[1] starts at 0x6000003fd and ends at 0x600000400: foo
pa[2] starts at 0x600000401 and ends at 0x600000404: bar
pa[3] starts at 0x600000405 and ends at 0x600000409: huhu
pa[4] starts at 0x60000040a and ends at 0x600000420: Let's talk about that