数组和指针的对比

  C++/C程序中,指针和数组在不少地方可以相互替换着用,让人产生一种错觉,以为两者是等价的。

  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;数组实际上就是一个常量指针,例如:

  char ar[10]; 就相当于char * const ar; 即数组名对应一块空间, 该数组名不能指向其他空间。

  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。例如:

int *pi = new int[10];          
delete []pi;	// 现在不想让pi指向10个int空间了          
pi = new int[20];

下面说明指针和数组的几点区别:

  1. 数组和指针与内存空间的关系:
  • 数组一般在栈区开辟空间,也可以在静态区开辟空间(全局数组、静态数组),空间的开辟与回收都由编译器或操作系统来完成,不需要程序员手动执行,不会产生内存泄露。
    数组在内存中是连续存放的,开辟一块连续的内存空间。数组是根据数组的下标进行访问的,多维数组在内存中是按照一维数组存储的,只是在逻辑上是多维的。
  • 指针首先是一个变量,是变量就要有存储空间,所以指针变量一般在栈区存储,如果说指针变量指向一个已存在的变量,则不需开辟空间;如果说指针指向一块动态开辟的空间,需要使用malloc或new开辟,指针变量的值保存的是在堆上开辟空间的首地址,不再使用指针时,需使用free或delete手动释放内存,否则会造成内存泄露。
  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(C++编辑器在这一步就会提醒错误,现在编辑器更加强大了)
p[0] = ‘X’;	           // 编译器不能发现该错误
cout << p << endl;

在上面中,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。

  1. 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。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。

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

用运算符sizeof可以计算出数组的容量(字节数)。在上述示例中,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,除非在申请内存时对它记录下来。

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。

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