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C语言字符串指针(指向字符串的指针)详解

C语言中没有特定的字符串类型,我们通常是将字符串放在一个字符数组中,这在《C语言字符数组和字符串》中已经进行了详细讲解,这里不妨再来演示一下:
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    int len = strlen(str), i;
    //直接输出字符串
    printf("%s\n", str);
    //每次输出一个字符
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", str[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
运行结果:
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net

字符数组归根结底还是一个数组,上节讲到的关于指针和数组的规则同样也适用于字符数组。更改上面的代码,使用指针的方式来输出字符串:
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    char *pstr = str;
    int len = strlen(str), i;

    //使用*(pstr+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", *(pstr+i));
    }
    printf("\n");
    //使用pstr[i]
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", pstr[i]);
    }
    printf("\n");
    //使用*(str+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", *(str+i));
    }
    printf("\n");

    return 0;
}
运行结果:
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net

除了字符数组,C语言还支持另外一种表示字符串的方法,就是直接使用一个指针指向字符串,例如:
char *str = "http://c.biancheng.net";
或者:
char *str;
str = "http://c.biancheng.net";
字符串中的所有字符在内存中是连续排列的,str 指向的是字符串的第 0 个字符;我们通常将第 0  个字符的地址称为字符串的首地址。字符串中每个字符的类型都是char,所以 str 的类型也必须是char *

下面的例子演示了如何输出这种字符串:
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char *str = "http://c.biancheng.net";
    int len = strlen(str), i;
   
    //直接输出字符串
    printf("%s\n", str);
    //使用*(str+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", *(str+i));
    }
    printf("\n");
    //使用str[i]
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", str[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}
运行结果:
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net

这一切看起来和字符数组是多么地相似,它们都可以使用%s输出整个字符串,都可以使用*[ ]获取单个字符,这两种表示字符串的方式是不是就没有区别了呢?

有!它们最根本的区别是在内存中的存储区域不一样,字符数组存储在全局数据区或栈区,第二种形式的字符串存储在常量区。全局数据区和栈区的字符串(也包括其他数据)有读取和写入的权限,而常量区的字符串(也包括其他数据)只有读取权限,没有写入权限。
关于全局数据区、栈区、常量区以及其他的内存分区,我们将在《C语言内存精讲》专题中详细讲解,相信你必将有所顿悟,从根本上理解C语言。
内存权限的不同导致的一个明显结果就是,字符数组在定义后可以读取和修改每个字符,而对于第二种形式的字符串,一旦被定义后就只能读取不能修改,任何对它的赋值都是错误的。

我们将第二种形式的字符串称为字符串常量,意思很明显,常量只能读取不能写入。请看下面的演示:
#include <stdio.h>
int main(){
    char *str = "Hello World!";
    str = "I love C!";  //正确
    str[3] = 'P';  //错误

    return 0;
}
这段代码能够正常编译和链接,但在运行时会出现段错误(Segment Fault)或者写入位置错误

第4行代码是正确的,可以更改指针变量本身的指向;第5行代码是错误的,不能修改字符串中的字符。

到底使用字符数组还是字符串常量

在编程过程中如果只涉及到对字符串的读取,那么字符数组和字符串常量都能够满足要求;如果有写入(修改)操作,那么只能使用字符数组,不能使用字符串常量。

获取用户输入的字符串就是一个典型的写入操作,只能使用字符数组,不能使用字符串常量,请看下面的代码:
#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30];
    gets(str);
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}
运行结果:
C C++ Java Python JavaScript
C C++ Java Python JavaScript

最后我们来总结一下,C语言有两种表示字符串的方法,一种是字符数组,另一种是字符串常量,它们在内存中的存储位置不同,使得字符数组可以读取和修改,而字符串常量只能读取不能修改。

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