指针与数组的区别

标签：数组 区别 void char str sizeof hello 指针

内存分配方式有三种：

（1）从静态存储区域分配。例如全局变量，static变量，常量字符串。
（2）在栈上创建。函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建
（3）从堆上分配，亦称动态内存分配。用malloc或new申请的内存。

注意不要返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，

数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。

1.修改内容

char a[] = “hello”;
a[0] = ‘X’;
cout << a << endl;
char *p = “world”;     // 注意p指向常量字符串
p[0] = ‘X’;             // 编译器不能发现该错误
cout << p << endl;

示例中，字符数组a的容量是6个字符，其内容为hello/0。a的内容可以改变，如a[0]= ‘X’。
指针p指向常量字符串“world”（位于静态存储区，内容为world/0），常量字符串的内容是不可以被修改的。从语法上看，编译器并不觉得语句p[0]= ‘X’有什么不妥，但是该语句企图修改常量字符串的内容而导致运行错误。

 

2.内容复制与比较

    // 数组…
    char a[] = "hello";
    char b[10];
    strcpy(b, a);           // 不能用   b = a;
    if(strcmp(b, a) == 0)   // 不能用 if (b == a)


    // 指针…
    int len = strlen(a);
    char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1));
    strcpy(p,a);            // 不要用 p = a;
    if(strcmp(p, a) == 0)   // 不要用 if (p == a)

不能对数组名进行直接复制与比较。示例中，若想把数组a的内容复制给数组b，不能用语句 b = a ，否则将产生编译错误。应该用标准库函数strcpy进行复制。同理，比较b和a的内容是否相同，不能用if(b==a) 来判断，应该用标准库函数strcmp进行比较。
语句p = a 并不能把a的内容复制指针p，而是把a的地址赋给了p。要想复制a的内容，可以先用库函数malloc为p申请一块容量为strlen(a)+1个字符的内存，再用strcpy进行字符串复制。同理，语句if(p==a) 比较的不是内容而是地址，应该用库函数strcmp来比较。

 

3.  计算内存容量

    char a[] = "hello world";
    char *p = a;
    cout<< sizeof(a) << endl;   // 12字节
    cout<< sizeof(p) << endl;   // 4字节

    用运算符sizeof可以计算出数组的容量（字节数）。示例中，sizeof(a)的值是12（注意别忘了’/0’）。指针p指向a，但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数，相当于sizeof(char*)，而不是p所指的内存容量。C++/C语言没有办法知道指针所指的内存容量，除非在申请内存时记住它。

    void Func(char a[100])
    {
        cout<< sizeof(a) << endl;   // 4字节而不是100字节
    }

注意当数组作为函数的参数进行传递时，该数组自动退化为同类型的指针。示例中，不论数组a的容量是多少，sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。

 

4.函数参数的传递

指针作为函数参数时，实际上是将变量的地址传给函数； 如果函数的参数是一个指针，不要指望用该指针去申请动态内存。示例中，Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存，str依旧是NULL，为什么？

void GetMemory(char *p, int num)
{
    p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(str, 100);    // str 仍然为 NULL  
    strcpy(str, "hello");   // 运行错误
}

毛病出在函数GetMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本，指针参数p的副本是 _p，编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容，就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中，_p申请了新的内存，只是把 _p所指的内存地址改变了，但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上，每执行一次GetMemory就会泄露一块内存，因为没有用free释放内存。

如果非得要用指针参数去申请内存，那么应该改用“指向指针的指针”，见示例：

void GetMemory2(char **p, int num)
{
    *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}

void Test2(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str
    strcpy(str, "hello");   
    cout<< str << endl;
    free(str);  

}

由于“指向指针的指针”这个概念不容易理解，我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单，见示例：

char *GetMemory3(int num)
{
    char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
    return p;
}

void Test3(void)
{
    char *str = NULL;
    str = GetMemory3(100);  
    strcpy(str, "hello");
    cout<< str << endl;
    free(str);  
}

用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用，但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针，因为该内存在函数结束时自动消亡，见示例：

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

void Test4(void)
{
char *str = NULL;
str = GetString(); // str 的内容是垃圾
cout<< str << endl;
}

用调试器逐步跟踪Test4，发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针，但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。如果把以上示例改写成如下示例，会怎么样？

char *GetString2(void)
{
    char *p = "hello world";
    return p;
}

void Test5(void)
{
    char *str = NULL;
    str = GetString2();
    cout<< str << endl;
}

函数Test5运行虽然不会出错，但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串，位于静态存储区，它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2，它返回的始终是同一个“只读”的内存块。

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