什么时候可以通过 char * 相等来比较 C 字符串？

Question

我知道通过比较两个任意 c 字符串 (const char *) (a == b) 是没有意义的。

但我认为当两者都由相同的字符串文字定义时，这是合法的。

例如，这里：

#include <stddef.h>

const char * const meals[] = {
    "none",
    "breakfast",
    "lunch",
    "dinner"
};

#define NO_MEALS  meals[0]
#define BREAKFAST meals[1]
#define LUNCH     meals[2]
#define DINNER    meals[3]

// i hours after midnight, hour_to_meals_map[floor(i)] is being served.
const char * hour_to_meal_map[] = {
    NO_MEALS,
    NO_MEALS,
    NO_MEALS,
    NO_MEALS,
    NO_MEALS,
    BREAKFAST, // i = 5
    BREAKFAST,
    BREAKFAST,
    BREAKFAST,
    BREAKFAST,
    BREAKFAST,
    LUNCH, // i = 11
    LUNCH,
    LUNCH,
    LUNCH,
    LUNCH,
    LUNCH,
    DINNER, // i = 17
    DINNER,
    DINNER,
    DINNER,
    DINNER,
    DINNER,
    DINNER // i = 23
};

// Returns a boolean for whether the two hours have the same meal being eaten.
int same_meal(size_t hour_one, size_t hour_two) {
    return hour_to_meal_map[hour_one] == hour_to_meal_map[hour_two];
}

（至于为什么要将 hour_to_meal_map 映射到字符串而不是索引，这是任何人的猜测。但我正在做一个以这种方式设置的项目。）

我是否正确，这在这里是合法的，重要的是每个值只有一个地方被写为文字？ （#define NO_MEALS "none" 被刻意回避！！）

如果这段代码在头文件中，那没有什么区别，不是吗？ （我希望标准要求meals 在每个编译单元中具有相同的值？）。

我发现很多初学者的问题都在询问很明显他们应该使用strcmp 的案例，但我找不到一个可以回答这个特殊案例的案例。任何帮助将不胜感激，特别是如果您能指出 C 标准的正确部分，以便我可以真的确定我理解所有的细微之处。

Answer 1

将两个相同类型的字符串与== 或!= 进行比较始终是合法的。这在C standard 的第 6.5.9 节中有详细说明，其中详细说明了平等运算符：

2 应满足以下条件之一：

• 两个操作数都有算术类型；
• 两个操作数都是指向兼容类型的合格或不合格版本的指针；
• 一个操作数是一个指向对象类型的指针，另一个是一个指向void的合格或非合格版本的指针；或者
• 一个操作数是一个指针，另一个是一个空指针常量。

...

4 两个指针比较相等当且仅当两个指针都是空指针，都是指向同一个对象的指针（包括指向一个对象的指针） 和开头的子对象）或函数，两者都是指向 一个超过同一数组对象的最后一个元素，或者一个是 指向一个数组对象末尾的指针，另一个是 指向恰好发生在的不同数组对象的开头的指针 紧跟地址空间中的第一个数组对象

在这种情况下，您有一个指针数组，并且您将其中一个指针的值分配给另一个数组。因此，如果您比较两个指针并且它们都包含（例如）meals[0] 的值，例如字符串常量“none”的地址，保证它们比较相等。

您需要注意的是，如果给定的字符串常量在多个地方使用。在这种情况下，它们不一定相同。

例如，给定这个：

const char *s1 = "test";
const char *s2 = "test";

s1 和 s2 的值不能保证相同，因为这两个字符串常量可以彼此不同，尽管编译器可能会选择使它们相同。这不同于：

const char *s1 = "test";
const char *s2 = s1;

s1 和 s2 将 相同，这反映了您的情况。

正如您所提到的，hour_to_meal_map 包含数字常量（最好是 enum 的成员）并且这些常量随后映射到字符串数组会更有意义。但是指向字符串常量的指针实际上就是这样。

Answer 2

我能想到几个char * 相等有意义的情况：

1. 您给出的案例：从同一个指针复制
2. 对于大多数（所有？）编译器：在同一翻译单元中使用任何相同值的字符串文字。这是一种极其常见的优化，无论如何都可以轻松测试。
3. 如果您通过intern() 函数显式传递字符串
4. 在执行昂贵的值检查之前进行快速短路比较