基本的 C 风格字符串内存分配

Question

我正在开发一个项目，该项目的现有代码主要使用 C++，但使用 c 风格的字符串。采取以下措施：

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[])
{
    char* myString = "this is a test";
    myString = "this is a very very very very very very very very very very very long string";
    cout << myString << endl;
    return 0;
}

编译并运行良好，输出为长字符串。

但是我不明白为什么它有效。我的理解是，这

char* myString 

是一个指向足够大的内存区域的指针，可以容纳字符串文字“这是一个测试”。如果是这样的话，那么我如何才能在同一位置存储更长的字符串呢？我预计这样做时它会崩溃，因为试图将一根长绳子塞进为短绳子留出的空间中。

显然，对这里发生的事情存在基本的误解，因此我感谢任何帮助理解这一点的帮助。

Answer 1

您不是在更改内存的内容，而是在更改指针的值以指向不同的内存区域，该区域保存“这是一个非常非常非常非常非常非常非常非常非常长的字符串”。

请注意，char* myString 仅为指针分配足够的字节（通常为 4 或 8 字节）。当您执行 char* myString = "this is a test"; 时，实际发生的情况是，在程序启动之前，编译器在可执行文件中分配了空间图像并将“这是一个测试”放入该内存中。然后，当您执行 char* myString = "this is a test"; 时，它实际上所做的只是为指针分配足够的字节，并使指针指向它在编译时已经分配的内存，在可执行文件中。

所以如果你喜欢图表：

char* myString = "this is a test";

(allocate memory for myString)

              ---> "this is a test"
            / 
myString---

                   "this is a very very very very very very very very very very very long string"

那么

myString = "this is a very very very very very very very very very very very long string";

                   "this is a test"

myString---
            \
              ---> "this is a very very very very very very very very very very very long string"

Answer 2

内存中有两个字符串。首先是“这是一个测试”，假设它从地址 0x1000 开始。第二个是“这是一个非常非常...测试”，它从地址 0x1200 开始。

通过

char* myString = "this is a test";

创建一个名为 myString 的变量并为其分配地址 0x1000。然后，由

myString = "this is a very very ... test";

您分配0x1200。 。

cout << myString << endl;

只需打印从 0x1200 开始的字符串即可

Answer 3

您有两个 const char[n] 类型的字符串文字。这些可以分配给 char* 类型的变量，该变量只不过是指向 char 的指针。每当你声明一个指向 T 的指针类型的变量时，你只是声明了指针，而不是它指向的内存。

编译器为这两个文字保留内存，您只需获取指针变量并将其一个接一个地指向这些文字即可。字符串文字是只读的，它们的分配由编译器负责。通常，它们存储在受保护的只读存储器中的可执行映像中。字符串文字的生命周期通常与程序本身的生命周期相同。

现在，如果您尝试修改文字的内容，但您没有这样做，那将是 UB。为了防止您尝试错误地进行修改，您最好将变量声明为 const char*。

Answer 4

在程序执行期间，分配包含“这是一个测试”的内存块，并将该内存块中的第一个字符的地址分配给 myString 变量。在下一行中，分配了一个单独的内存块，其中包含“这是一个非常非常...”，并且该内存块中的第一个字符的地址现在被分配给 myString 变量，替换它以前使用的地址将新地址存储到“非常非常长”的字符串中。

仅出于说明目的，假设第一个内存块如下所示：

[t][h][i][s][ ][i][s][ ][a][ ][t][e][s ][t]
假设这个字符序列/数组中第一个“t”字符的地址是 0x100。
所以在第一次给myString变量赋值后，myString变量包含地址0x100，它指向“this is a test”的第一个字母。

那么，完全不同的内存块包含：

[t][h][i][s][ ][i][s][ ][a][ ][v][e][r][r][是]...
假设第一个“t”字符的地址是 0x200。
因此，在对 myString 变量进行第二次赋值之后，myString 变量现在包含地址 0x200，它指向“this is a very very very...”的第一个字母。

由于 myString 只是一个指向字符的指针（因此：“char *”是它的类型），因此它只存储字符的地址；它不关心数组应该有多大，它甚至不知道它指向一个“数组”，只知道它存储一个字符的地址......

例如，你可以合法地这样做this：

    char myChar = 'C';
/* assign the address of the location in 
   memory in which 'C' is stored to 
   the myString variable. */
    myString = &myChar; 

希望这已经足够清楚了。如果是这样，请投票/接受答案。如果没有，请发表评论，以便我澄清。

Answer 5

字符串文字不需要分配 - 它们按原样存储并且可以直接使用。本质上 myString 是一个指向一个字符串文字的指针，并被更改为指向另一个字符串文字。

Answer 6

char* 表示指向保存字符的内存块的指针。

C 风格的字符串函数获取指向字符串开头的指针。他们假设存在一个以 0 空字符 (\n) 结尾的字符序列。

那么<<运算符实际上所做的是从第一个字符位置循环，直到找到空字符。