在字符串上使用指針

Question

我真的很困惑在字符串上使用指針。 感覺他們遵守不同的規則。 請考慮以下代碼

1.  char *ptr = "apple";// perfectly valid here not when declaring afterwards like next ptr = "apple"; // shouldn't it be *ptr = "apple" 

2. printf()行為也不同 -

    printf("%s", ptr) // Why should I send the address instead of the value 

3. 我還在一本書中看到了以下代碼

    char str[]="Quest"; char *p="Quest"; str++; // error, constant pointer can't change *str='Z'; // works, because pointer is not constant p++; // works, because pointer is not constant *p = 'M'; // error, because string is constant 

我無法理解應該暗示什么

請幫忙，我在其他地方找不到任何信息

Answer 1

char *ptr;
ptr = "apple"; // shouldn't it be *ptr =      "apple"

不，因為*ptr會是一個char 。 所以，你可以寫*ptr = 'a'但你不能按照你的建議寫。

printf("%s", ptr) // Why should I send  the address instead of the value

因為C中的字符串是以零結尾的字符序列（ char ）的地址（空字符也稱為\\x0 ）。

char str[] = "Quest";
char *p = "Quest";

str++; // error, constant pointer can't change

不，指針可以完美地改變，但在這里， str是一個數組（與指針略有不同）。 但是，因此，它無法處理指針運算。

*str='Z'; // works, because pointer is not constant

不，它有效，因為*str應該是一個char 。

p++; // works, because pointer is not constant

不，它有效，因為這次是指針（不是數組）。

*p = 'M'; // error, because string is constant

與上面相同，這又是一個char ，所以它起作用，因為它是正確的類型而不是因為字符串是'常量'。 並且，如Michael Walz在評論中所述，即使它可能編譯，它也會在運行時產生未定義的行為（很可能是segfault崩潰），因為規范不會告訴*p指向的字符串是否為只讀（或者，似乎大多數現代編譯器實現決定以只讀方式實現）。 這可能會產生一個segfault 。

有關更多信息，請參閱此SO問題 。

Answer 2

當與指針一起使用時，“*”表示獲取指針所指向的內容，例如：

    char* ptr;

ptr是一個指向字符的指針，你可以將它分配給一個字符串，如下所示：

   const char* ptr = "test";

存儲器中的布局是“t”，后跟“e”，“s”，“t”，最后是nul終結符'\\ 0'。

當您像上面一樣分配它時，它將指針分配給恰好是“t”的第一個內存位置。

* ptr返回ptr指向的內容，並且始終是它聲明的類型的大小，在本例中是“char”，單字節。

*（++ ptr）將返回“e”，因為ptr在返回它現在指向的內容之前遞增到下一個位置。

Answer 3

1-我認為你對變量聲明和定義有些困惑。 這一行：

char *ptr = "apple";

聲明一個指向char的指針，並將第一個字符“a”的地址分配給變量ptr。 這一行相當於以下2：

char* ptr;
ptr = "apple";

現在，C中的字符串文字是只讀的。 它們是隱含的，它和做的一樣

const char* ptr;

因此實際上，您無法更改此指針指向的位置的內容。 現在，即使你可以，你做的方式也是錯的。 因為ptr指向字符串的第一個字符的位置，所以當你執行* ptr時，你正在訪問該字符串的第一個字符的內容。 所以它需要一個char，而不是一個字符串。 所以它會是這樣的： *ptr = 'a' ;

2-嗯，這就是printf的工作方式。 如果要使用％s說明符打印字符串，則需要指向該字符串的指針，該字符串是字符串的第一個字符的地址，而不是字符串的值本身。

3-現在我要評論你的代碼。

str++; // error, constant pointer can't change

你是對的。 其他人一直說數組和指針略有不同，但事實並非如此。 數組只是程序員的一個抽象，表示你存儲的是一系列值。 在裝配級別，沒有任何區別。 你可以說數組是具有可變內容的不可變指針。 數組存儲值序列的第一個元素的地址。 您可以更改數組的內容，但不能更改地址（它指向的第一個元素）。

*str='Z'; // works, because pointer is not constant

現在你正在制造一些混亂。 指針實際上是常量，也就是說，您無法更改它存儲的地址。 但是你可以改變地址指向的內容，這就是上面的行所做的。 它正在改變數組中值序列的第一個值。

p++; // works, because pointer is not constant

正確。 指針不是常量，盡管它指向的內容是。 您可以更改指針存儲的地址，但不能更改它指向的值。 字符串文字是指向不可變字符串的可變指針。

*p = 'M'; // error, because string is constant

正確，字符串是不可變的。

Answer 4

1. "SOME STRING"在內存中以\\0結尾創建一個char序列，並返回其第一個char地址，以便將其分配給指針：
   char *ptr = "Hello";

2. printf函數也可以使用地址，類型說明符定義它應該如何從內存中讀取數據。

3. char str[]="Quest"; char *p="Quest";
   在第一個你創建一個有6個房間的數組並在其中存儲'Q', 'u', 'e', 's', 't', '\\0' ，然后你可以改變一些索引值str[2] = 'x'但數組名稱本身是一個常量，它具有指向它指向的第一個位置的地址，所以你不能用str++;類的東西來改變它str++;
   但是在第二個中"Quest\\0"是一個保存在內存中某個位置的常量字符串，它的第一個內存位置存儲在p所以你不能改變它，但指針本身不是const ，你可以做p++; 。

Answer 5

我只會回答子問題1.但是你已經觸及了C中頻繁但微妙的混淆，初始化指針的方式與分配給指針之間的輕微不匹配。 仔細觀察。

如果我有一個int變量，我可以在聲明它時初始化它：

int i = 42;

或者，我可以在一行上聲明它（不初始化它），並在以后給它一個值：

int i;
i = 42;

那里沒有神秘感。 但是當涉及指針時，它看起來有點不同。 同樣，我可以在一行上聲明並初始化：

char *ptr = "apple";

或者我可以拆分聲明和作業：

char *ptr;
ptr = "apple";

但是，一開始看起來很奇怪 - 基於第一種語法，第二種方式不應該像這樣嗎？

*ptr = "apple";         // WRONG

不，它不應該，這就是原因。

ptr是指向某些字符的指針。 它是在C中引用字符串的一種方式。

*是指針間接運算符。 在表達式中， *ptr是指該字符（只是一個字符） ptr點。 因此，如果我們想要獲取字符串的第一個字符，我們可以使用*來做到這一點：

printf("first character: %c\n", *ptr);

請注意，此printf調用中的格式使用%c ，因為它只打印一個字符。

我們也可以指定指針。 如果我們使用指向char指針，並且如果我們因此將這些指針視為“字符串”，這是在C中進行字符串賦值的一種方法。如果我說

ptr = "apple";

然后無論ptr用於指向哪里，現在它指向包含字符串“apple”的字符數組。 如果我后來說

ptr = "pear";

然后ptr不再指向字符串“apple”; 現在它指向包含字符串“pear”的不同字符數組。 您可以將此指針視為一次性分配字符串的所有字符（盡管實際上並不是它正在執行的操作）。

因此，如果*ptr只訪問一個字符，而ptr是指針值本身，那么為什么第一個形式

char *ptr = "apple";

工作？

答案是，當你說

char *ptr = "apple";

在那里顯示的*沒有指針 - 間接運算符。 這並不是說我們試圖訪問任何東西的第一個角色。

當你說

char *ptr = "apple";

*表示ptr是一個指針。 這就像你說的那樣

char *ptr;

*表示ptr是一個指針。

指針的C'聲明語法有點奇怪。 以下是如何思考它。 語法是

type-name thing-that-that-type ;

所以當我們說

char *ptr;

type-name是char ，而thing-that-that-type是*ptr 。 我們說*ptr將是一個char 。 如果*ptr將是一個char ，這意味着ptr必須是一個指向char的指針。

然后，當我們說

char *ptr = "apple";

我們說ptr （我們剛才說的是一個指向char的指針）應該將指向包含字符串“apple”的數組的指針作為其初始值。

Answer 6

ptr = "apple"; // shouldn't it be *ptr = "apple"

從頭開始......

字符串文字 "apple"存儲在一個6元素的char數組中，如下所示：

+---+---+---+---+---+---+
|'a'|'p'|'p'|'l'|'e'| 0 |
+---+---+---+---+---+---+

尾部0表示字符串的結尾（稱為字符串終止符 ）。

當表達式中出現“N元素數組T ”的表達式時，它將被轉換（“衰減”）為“指向T指針”類型的表達式，表達式的值將是第一個的表達式數組的元素， 除非數組表達式是sizeof或一元&運算符的操作數，或者用於初始化聲明中的字符數組。

因此，在聲明中

ptr = "apple";

表達式"apple"被轉換（“decays”）從類型為“6-element array of char ”的表達式轉換為“指向char指針”。 表達式ptr的類型是char * ，或“指向char指針”; 因此，在上面的賦值中， ptr將接收"apple"的第一個元素的地址。

它不應該寫成

*ptr = "apple";

因為表達式*ptr計算的是ptr指向的東西的值，此時a）是不確定的，b）分配的錯誤類型。 表達式*ptr的類型是char ，它與char *不兼容。

我寫了一個實用程序，打印內存中的項目映射; 鑒於代碼

char *ptr = "apple";
char arr[] = "apple";

地圖看起來像這樣：

       Item         Address   00   01   02   03
       ----         -------   --   --   --   --
      apple        0x400c80   61   70   70   6c    appl
                   0x400c84   65   00   70   74    e.pt

        ptr  0x7fffcb4d4518   80   0c   40   00    ..@.
             0x7fffcb4d451c   00   00   00   00    ....

        arr  0x7fffcb4d4510   61   70   70   6c    appl
             0x7fffcb4d4514   65   00   00   00    e...

字符串文字"apple"位於地址0x400c80 ¹ 。 變量ptr和arr現場的地址0x7fffcb4d4518和0x7fffcb4d4510 ，分別為^2。

變量ptr包含值0x400c80 ，它是"apple"字符串文字的第一個元素的地址（x86以“little-endian”順序存儲多字節值，因此最不重要的字節首先出現，這意味着你有從右到左閱讀。

還記得上面的“除外”條款嗎？ 在第二個聲明中，字符串文字"apple"用於初始化聲明中的char 數組 ; 而不是轉換為指針值，字符串文字的內容被復制到數組，您可以在內存轉儲中看到。

2. printf("%s", ptr) // Why should I send the address instead of the value

因為這是%s轉換說明符所期望的 - 它接受指向0終止字符串的第一個字符的指針，並將打印出從該位置開始的字符序列，直到它看到終結符。

3 ......我無法理解應該暗示什么

您無法更改數組對象的值。 讓我們來看看str在內存中會是什么樣子：

     +---+
str: |'Q'| str[0]
     +---+
     |'u'| str[1]
     +---+
     |'e'| str[2]
     +---+
     |'s'| str[3]
     +---+
     |'t'| str[4]
     +---+
     | 0 | str[5]
     +---+ 

你可以寫入每個str[i] ³ （改變它的值），但你不能寫入str因為沒有什么可寫的 。 沒有str對象與數組元素分開。 即使表達式 str將“衰減”到指針值，也不會為該指針的任何位置留出存儲 - 轉換在編譯時完成。

類似地，嘗試修改字符串文字的內容會調用未定義的行為 ⁴ ; 您可能會遇到段錯誤， 或者您的代碼可能會按預期工作， 或者您最終可能會在列支敦士登發布核武器。 所以你不能寫*p或p[i] ; 但是，您可以將新值寫入p ，將其指向其他位置。

---

1. ^{從技術上講，它是0x0000000000400c80 ; %p說明符會丟棄前導零。}
2. ^{同樣的交易 - 技術上，值為0x000000007fffcb4d4518和0x000000007fffcb4d4510 。 請注意，特定地址值將從運行更改為運行。}
3. ^{*str相當於str[0]}
4. ^{C語言定義識別某些錯誤的操作，但不對編譯器提出任何以任何特定方式處理該代碼的要求。 不同的平台以不同的方式存儲字符串文字; 有些將它們放在只讀內存中，因此嘗試修改它們會導致段錯誤，而其他平台會將它們存儲在可寫段中，以便操作成功。 有些人可能會以不會出現段錯誤的方式存儲它們，但字符串不會更改。}