C++之指针与数组区别

C++/C程序中，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。指针可以随时指向任意类型的内存块，它的特征是“可变”，所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活，但也更危险。
下面以字符串为例比较指针与数组的特性。

一、修改内容

1 char a[] = “hello”;   //“hello”位于常量存储区，a在全局（静态）初始化区
2 a[0] = ‘X’;
3 cout << a << endl;
4 char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串 p位于全局（静态）初始化区
5 p[0] = ‘X’; // 编译器不能发现该错误  常量字符串的内容是不能被修改的
6 cout << p << endl;

二、内容复制与比较

 1 // 数组…
 2 char a[] = "hello";  //a在全局（静态）初始化存储区 “hello”在常量存储区
 3 char b[10];   //b在全局（静态）未初始化存储区
 4 strcpy(b, a); // 不能用 b = a;
 5 if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a)
 6 …
 7 // 指针…
 8 int len = strlen(a);
 9 char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1)); //一定要给p申请一个容量一块内存
10 strcpy(p,a); // 不要用 p = a; //赋值
11 if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a) //如果是后者则比较的是地址
12 …

不能对数组名进行直接复制与比较。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。

三、计算内存容量

用运算符sizeof可以计算出数组的容量（字节数）。如下示例中，sizeof(a)的值是12（注意别忘了’’）。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。

1 char a[] = "hello world";
2 char *p = a;
3 cout<< sizeof(a) << endl; // 12字节
4 cout<< sizeof(p) << endl; // 4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。如下示例中，不论数组a的容量是多少，sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。

1 void Func(char a[100]){
2     cout<< sizeof(a) << endl; // 4字节而不是100字节
3 }

四、指针参数是如何传递的

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。如下示例中，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？

1 void GetMemory(char *p, int num){
2     p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);  //首先会在栈中分配一个p_作为p的临时副本，p_是指向p的，当p = (char*)malloc(size(char)*num)时，实际是修改了p_所指向的内存，
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//即现在p_指向由malloc在堆上新分配的内存。但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不输出任何东西，并且每执行一次GetMemory就会泄露一块内存，因为并没有free掉
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//p_在堆上开辟的内存
3 }
4 void Test(void){
5     char *str = NULL;
6     GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL
7     strcpy(str, "hello"); // 运行错误
8 }

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：

 1 void GetMemory2(char **p, int num){
 2     *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);   //当传入的是指向指针的指针时，即有一个内存区域，存储了一个值，这个值是个指针，它又指向了另一块内存区域。这是给p在堆上分配一个新的内存
 3 }
 4 void Test2(void){
 5     char *str = NULL;
 6     GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str str是个存放在栈上的指针，&str就是在栈上又分配一个指针，这个指针指向str。
 7     strcpy(str, "hello");
 8     cout<< str << endl;
 9     
10     free(str);
11 }

C++之指针与数组区别

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