关于字符串长度、终止NUL等

Question

我目前正在学习 C，我对 char 数组和字符串之间的差异以及它们的工作方式感到困惑。

问题 1：

为什么源代码 1 和源代码 2 的结果会有差异？

源代码1：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char c[2]="Hi";
    printf("%d\n", strlen(c));   //returns 3 (not 2!?)
    return 0;
}

源代码2：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    char c[3]="Hi";
    printf("%d\n", strlen(c));   //returns 2 (not 3!?)
    return 0;
}

问题 2：

字符串变量与 char 数组有何不同？如何用最小要求的索引号声明它们，允许存储 \0（请阅读下面的代码）？

char name[index] = "Mick";   //should index be 4 or 5?

char name[index] = {'M', 'i', 'c', 'k'};   //should index be 4 or 5?

#define name "Mick"   //what is the size? Is there a \0?

问题 3：

终止的 NUL 是否只跟随字符串而不跟随字符数组？那么字符串“Hi”的实际值为[H][i][\0]，而char数组“Hi”的实际值为[H][i]？

问题 4：

假设 c[2] 将存储 "Hi" 后跟 \0（不确定这是如何完成的，使用 gets(c) 可能吗？）。那么 \0 存储在哪里？它是存储在 c[2] 之后的“某处”变成 [H][i]\0 还是 c[2] 附加一个 \0 成为 c[3] 即 [H][i][\0 ]?

有时字符串/字符数组后面有一个 \0 并且当我通过 if (c1==c2) 比较两个变量时会导致麻烦，因为它很可能返回 FALSE (0)，这很令人困惑。

感谢您提供详细的答案。但是保持你的回答简短有助于我的理解:) 提前谢谢！

Answer 1

答案 1：在代码 1 中，您有一个不是字符串的 char 数组；在代码 2 中，您有一个 char 数组，它也是一个字符串。

答案2：字符串是一个char数组，其中（至少）一个元素的值为0；如果你把 size 部分留空，编译器会自动用最小的可能值填充它。

char astring[] = "foobar"; /* compiler automagically uses 7 for size */
printf("%d\n", (int)sizeof astring);

答案3：其中一个元素为NUL的char数组是一个字符串；没有元素为 NUL 的 char 数组不是字符串。

答案 4：定义为容纳两个元素的数组 (char c[2];) 不能容纳三个元素。如果它是一个字符串，它只能是一个空字符串或一个有 1 个字符的字符串。

Answer 2

问题一：

为什么 source code 1 和 source 的结果会有差异 代码2？

源代码1：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char c[2]="Hi";
    printf("%d", strlen(c));   //returns 3 (not 2!?)
    getchar();
}

源代码2：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char c[3]="Hi";
    printf("%d", strlen(c));   //returns 2 (not 3!?)
    getchar();
}

回答： 因为在第一种情况下，c[] 只持有“Hi”。 strlen 在最后寻找一个零，并且取决于c[] 背后的确切内容，迟早会找到一个，或者崩溃。我们不能确切地知道c[] 数组后面的内存中有什么。

问题 2：

字符串变量与 char 数组有何不同？如何申报 它们具有允许存储 \0 所需的最小索引号 如果有（请阅读下面的代码）？

char name[index] = "Mick";   //should index be 4 or 5?

char name[index] = {'M', 'i', 'c', 'k'};   //should index be 4 or 5?

回答 真的取决于你想做什么。如果您想实际将内容用作字符串，则可能为 5。但是没有什么说你不能将“Mick”存储在一个 4 个字符的数组中——你只是不能使用 strlen 来找出它有多长，因为 strlen 将继续为 5 并且很可能（更多）进一步找到长度，如果接下来的几个内存位置没有零，可能会导致崩溃，因为最终将没有有效的内存地址可供读取。

#define name "Mick" //what is the size? Is there a \0?

这绝对没有大小，除非您在某处使用名称。 #defines 不是编译器看到的内容的一部分——如果你在任何地方使用name，预处理器会将name 替换为"Mick"——希望这是编译器可以理解的地方。然后适用与上一个答案相同的规则 - 这取决于您要如何使用字符数组。要正确操作 strlen、strpy 和几乎所有其他 str... 函数，最后需要一个零。

问题 3：

终止的 null 是否只跟在字符串后面而不跟在 char 数组后面？所以 字符串“Hi”的实际值为 [H][i][\0] 和实际值 char 数组 "Hi" 是 [H][i]?

是的，不，也许。这完全取决于您如何使用"Hi" 字符串文字（这是“双引号内的东西”的技术名称）。如果编译器是“允许的”，它会在最后放一个零。但是，如果您将数组初始化为给定的大小，它将把字节填充在那里，如果没有零空间，那是您的问题，而不是编译器的问题。

问题 4：

假设 c[2] 将存储 "Hi" 后跟 \0（不确定如何 这完成了，也许使用gets（c）？）。那么 \0 存储在哪里？是吗 存储在 c[2] 之后的“某处”成为 [H][i]\0 或 c[2] 将 附加一个 \0 成为 c[3] 即 [H][i][\0]?

在 c[2] 中，除了 'H'、'i' 之外，不知道存储了什么 [从技术上讲，它很可能是“地球的尽头”——用计算机术语来说，这是“可以'不被读取 - 在这种情况下strlen 会崩溃你的程序，因为 strlen 读取超出地球的尽头]。但如果也可以是零，一，字母 'a'，数字 42，或任何其他 8 位 [1] 值。

有时会在 字符串/字符数组，当我比较两个变量时会引起麻烦 if (c1==c2) 因为它很可能返回 FALSE (0)。

如果 c1 和 c2 是 char 数组，那总是错误的，因为 c1 和 c2 永远不会有相同的地址，并且当以这种方式在 C 中使用数组时，它变成“第一个在内存中的地址数组中的元素”。所以无论 c1 和 c2 的内容是什么，它们的地址永远不会相同[因为它们是两个不同的变量，并且两个变量在内存中不能有相同的位置 - 这就像试图将两辆车停在一个停车位大到只能容纳一辆车——不，在我们的思想实验中不允许压碎任何一辆汽车]。

[1] 不保证字符为 8 位。但是，让我们暂时先讨论一下。

Answer 3

运行源代码一是未定义的行为，因为strlen() 需要一个以 NUL 结尾的字符串，而c[2] = "Hi"; /* = { 'H', 'i' } */ 不是。字符串与 char 数组的不同之处在于，字符串是一个 char 数组，在数组的某处至少有一个 NUL 字节。

其余的答案应该很容易从这个事实中得出。

要在初始化时自动调整 char 数组的大小以匹配字符串文字的大小，只需不指定数组大小：

char c[] = "This will automatically size the c array (including the NUL).";

请注意，您不能用 == 运算符比较 char 数组。你必须使用

if (strcmp(c1, c2) == 0) {
   /* Equal. */
} else {
   /* Not equal. */
}

Answer 4

strlen() 适用于\0 终止字符，在C 中，所有字符串都应以\0 终止。因此，当您只为 2 个字符 H 和 i 提供 2 个空格但没有空间用于 \0 时。因此，您在strlen() 中得到Undefined Behavior。 如果是char c[3] = "Hi";，则在第三位有\0，strlen() 将计算实际长度。

How to declare them with the minimum required index numbers allowing \0 to be stored if any ?

当你不确定 char 数组的大小时，这样做：

char c1[] = "Mike"; // strlen = 4 
char c2[] = "Omkant" // strlen = 6

注意：

编辑：在上述没有明确提及尺寸的情况下，不要将sizeof与strlen()混淆。

strlen() 仅返回字符数 sizeof 给出字符数加一（对于\0 字符）。

所以 sizeof 总是比 strlen() 返回的数字多 1。