char数组如何存储在C++中？

Question

int main()
{
    char c1[5]="abcde";
    char c2[5]={'a','b','c','d','e'};

    char *s1 = c1;
    char *s2 = c2;

    printf("%s",s1);
    printf("%s",s2);

    return 0;
}

在这段代码 sn-p 中，char 数组 C2 没有返回任何错误，但 char 数组 C1 返回的字符串太长。我知道 C1 必须要求大小为 6 才能存储 5 个字符，因为它将 \0 （NULL 字符）存储在最后一个索引中。但我很困惑为什么 C2 工作得很好？

此外，当使用%s 打印C2 时，输出为abcde@，其中@ 是一个乱码。 %s 和 printf 打印从给定地址开始的所有字符，直到遇到 \0。我不明白为什么要在末尾打印那个额外的字符？

Answer 1

您已经创建了两个未终止的字符串。使您的数组足够大以容纳空终止符，您将避免这种未定义的行为：

char c1[6] = "abcde";
char c2[6] = {'a','b','c','d','e','\0'};

严格来说，后者实际上不需要'\0'。此声明是等效的，并且将包含空终止符：

char c2[6] = {'a','b','c','d','e'};

我个人更喜欢第一种形式，但更方便的是可以省略显式长度：

char c1[] = "abcde";

Answer 2

我知道 C1 必须要求大小为 6 才能存储 5 个字符，因为它将 \0（NULL 字符）存储在最后一个索引中。但我很困惑为什么 C2 工作得很好？

编译器不会抱怨c2 的初始化，因为使用{'a','b','c','d','e'} 进行初始化不会隐式包含终止空字符。

相比之下，使用"abcde" 进行初始化确实包含一个空字符：C 标准定义了一个包含终止空字符的字符串文字，因此char c1[5]="abcde"; 名义上用6 个值初始化一个5 元素数组。在这种情况下，C 标准不需要警告或错误，因为 C 2018 6.7.9 14 表示如果数组没有空间可以忽略空字符。但是，您正在使用的编译器¹ 选择发出警告消息，因为这种形式的初始化通常指示错误：程序员试图用字符串初始化数组，但没有空间完整的字符串。

在 C 中，字符数组和字符串是不同的东西：数组是一个值序列，字符数组可以包含这些字符的任意值，包括末尾没有零值和可能的零值中间。例如，如果我们有一个来自二进制文件的字节缓冲区，那么这些字节对我们来说只是整数值；它们作为可能被打印的字符的含义是无关紧要的。字符串是一个以空字符结尾的字符序列。它不能有内部零值，因为第一个空字符标志着结束。

因此，当您定义一个字符数组（例如char c1[5]）时，编译器不会自动知道您是打算使用它来保存字符串还是打算将其用作任意值的数组。当你用一个字符串初始化数组时，你的编译器本质上是在计算你打算使用数组来保存字符串，如果你用来初始化数组的字符串不合适，它会警告你。当您使用值列表初始化数组时，您的编译器基本上认为您可能正在使用它来保存任意值，并且它不会警告您可能缺少终止符。

另外，当使用%s 打印C2 时，输出为abcde@，其中@ 是一个乱码。

因为c2 没有终止字符，所以尝试打印它会超出数组的末尾，从而导致 C 标准未定义的行为。通常情况下，printf 会继续读取数组之外的内存，打印发生在那里的任何内容，直到它到达一个空字符。

脚注

¹ 这假设您确实使用 C 编译器来编译此源代码。 C++ 有不同的规则，并且不允许使用字符串字面量初始化的数组太短而不能包含终止的空字符。