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转VC中char *name 与 char name[]的区别(基础知识)2007-10-29 10:57:00

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VC中char *name 与 char name[]的区别(基础知识)
2007-06-09 15:36
学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
#include <stdio.h>
#include
<string.h>
main()
...{
   
char *c1 = "abc";
   
char c2[] = "abc";
   
char *c3 = ( char* )malloc(3);
    c3
= "abc";
    printf(
"%d %d %s ",&c1,c1,c1);
    printf(
"%d %d %s ",&c2,c2,c2);
    printf(
"%d %d %s ",&c3,c3,c3);
    getchar();
}
   

运行结果
2293628 4199056 abc
2293624 2293624 abc
2293620 4199056 abc

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  

#include <stdio.h>
#include
<string.h>
  
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";   //
   char *p2;         //
   char *p3="123456";   //123456

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。

总结:

1. char *c1 = "abc";
2. char c2[] = "abcd";
3. char *c3 = ( char* )malloc(4);
4. c3 = "abc"
5. strcpy(c3,"1234");
6. c3[0] = 'g';


分析:
1。上面代码中的 字符串常量 "abc","abcd","1234",都是存放在所谓的文字常量区;
2。c1,c2,c3 这个三变量,都存放在栈中

3。在VC中测试,CPU4个字节对齐吧,EBP为栈顶指针

c1 的地址,就是ebp - 04h,占用4个字节
c2 的地址,就是ebp - 0ch,占用8个字节
c3 的地址,就是ebp - 10h,占用4个字节

4。存储内容比较
c1 的4个字节,保存是的字符串常量 "abc"的地址
c2 的8个字节,保存就是就"abcd\0"还有3个字节未用;它不保存字符串常量 "abcd"的地址,而是将内容复制过来

c3和c1一样,也是保存一个地址,但这个地址,是在堆中,

结论:
所谓c中char * 和 char []的区别

char * 在栈中是4个字节的指针,
而 char []将在栈中申请合适的内存来保存初始化的数据,

也就是说
char c2[]="abcd"; 和char c2[5]="abcd";一样的;
若char c2[n],则在栈中分配n个字节;

所以c2[1]='0'是正确的,c1[1]='a'是错误的,因为字符串常量不允许修改;

同时也说明了上面的代码
...
char a=1;
char c[]="1234567890";
char *p="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
...

a = c[1];要比a = p[1];快的原因,少了一条指令嘛

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