C 数组和空字节

Question

我有一个问题想更好地理解数组和空字节在 C 中的工作原理。

假设我有一个包含 13 个单元格的 int 数组。 假设我希望单元格编号：1、2、3 和 10 具有值。其他默认的，自动获取 nullchar \0 作为值？

我对 \0 的理解是 nullbyte 总是在数组的末尾，它的作用是告诉程序数组在哪里结束。不过好像错了

我写了一个简单的程序来验证它，看起来是这样的：

int nums[13] = {1,2,3};
nums[10] = 69;
int i;
for(i=0;i<13;i++) {
    if(nums[i]=='\0') {
        printf("null char found! in position: %d\n",i);
    }
    else {
        printf("element: %d found in position: %d of int array\n",nums[i],i);
    }
}

return 0;

这是输出：

元素：1 在 int 数组的位置：0 中找到

元素：2 在 int 数组的位置：1 中找到

元素：3 在 int 数组的位置：2 中找到

找到空字符！在位：3

找到空字符！在位：4

找到空字符！在位：5

找到空字符！在位：6

找到空字符！在位：7

找到空字符！在位：8

找到空字符！在位：9

元素：69 在位置：int 数组的 10 中找到

找到空字符！在位：11

找到空字符！在位：12

| 1 | | 2 | | 3 | | \0 | | \0 | | \0 | | \0 | | \0 | | \0 | | 69 | | \0 | | \0 | | \0 |

那么为什么默认单元格设置为 \0 值？例如，而不是留空？

null char 不应该只在整个数组的末尾出现一次吗？ 谢谢

Answer 1

C 中没有要求 数组 在末尾需要 \0。只有 C strings 需要 NUL 终止符（通常具有 char 或 wchar_t 或其他 character 类型）。在 C 字符串中，\0 字节也不必位于包含它的数组的末尾，但它必须位于字符串部分的末尾。在数组中的任何位置都有 0 是完全有效的。但是如果将该数组用作字符串，则标准 C 字符串函数将解释具有最低索引的 0 来表示字符串的结尾。

当您在 C 中声明一个变量 (nums) 并在其中使用初始值设定项 ({1,2,3}) 时

int nums[13] = {1,2,3};

初始化程序中未提及的所有索引（3 到 12）都将其值初始化为 0。数组中不可能有“空”单元格。所有单元格都会有一个值，这取决于程序（mer）将哪些值视为空。

Answer 2

C类型对应内存，内存没有真正的“空”概念。有些语言可以通过放置一些“空”常量（例如，Python 有 None）将所有（或几乎）都变为“空”，但 C 不允许这样做。不允许它的一个原因是它迫使你对空状态有一个特殊的通用模式，这会产生低级的影响。例如，一个字符可以取 0 到 255 之间的任何值（包括 0 到 255）。那是因为字符占用 8 位。如果您还希望在不牺牲字符的可能值的情况下获得一个空状态，则您至少需要一个位，因为其他 8 个位可以出于正当原因使用，但出于很多原因，这是不可取的。

对于您的数组，您使用的初始化语法将每个未指定的元素设置为零。如果你写：

char foo[4] = {1, 2, 3, 4};

那么每个元素都有一个值（请注意，它最后没有空字节，因为数组最后不需要空字节 - 但是，如果您将它们用作字符串，那么它们非常应该）。如果你写：

char foo[4] = {1, 2};

元素 0 和 1 有一个指定的值，但 2 和 3 没有，并且使用这种语法 C 会假设你想让它们为零。另一方面，如果你写：

char foo[4];

您没有为任何元素分配任何值，在这种情况下，C 根本不会初始化数组。从中读取将是未定义的行为；在实践中，通常，元素将采用之前发生在其内存位置的任何值。

Answer 3

NULL 定义为 (void*)0 - 使用通用 ptr 强制转换为零， 这等于 NUL 字符的 (\0) ascii 代码 - 0

数组不需要以任何特殊字符/数字结尾。

字符串确实需要以特殊字符结尾，原因很简单，它让对字符串进行操作的函数“知道”字符串在哪里结束，例如：

char str[100] = {'h','e','l','l','o',0}; // same as {'h','e','l','l','o','\0'}
printf("%s",str);

打印： 你好

如果字符串中的最后一个字符不是 NUL，它将在字符串之后打印 95 个垃圾字符 ("hello")，因为数组大小为 100，编译器无法知道字符串的结束位置。

即使在大多数编译器中第 6 个单元格的零结束了字符串，您也可以只设置“hello”字符串，它们会用零填充其余单元格，所以在这两种情况下都可以。

Answer 4

首先，您将 C 字符串与常规数组混淆了。对于字符串，\0 总是在 chararray 的末尾。它表示字符串的结束。例如，假设你有这个：

char myText[] = "hello";

在这种情况下，数组位置如下所示：

我的文本 [0] = 'h'; 我的文本 [1] = 'e'; 我的文本 [2] = 'l'; 我的文本 [3] = 'l'; myText[4] = 'o'; 我的文本 [5] = '\0';

但是，数组不会以'\0' 结尾。再举一个例子：

int myArray[3] = {1, 2, 3};

根据您的规则，由于数组必须以 '\0' 结尾，因此这不是合法声明，因为我们只给数组 3 个元素而不是 4 个元素，并且我们需要 4 个元素才能包含 '\0'。但是，这在 C 中是完全合法的声明。显然，数组中不需要 '\0' 的空间，只需在 C 字符串的末尾。

还要注意'\0' 等价于整数，正如Kninnug 在 cmets 中指出的那样：

\0（空字符）与空指针不同。 \0 是一个所有位都设置为 0 的字节，它总是比较等于 int 0。

因此，在您的程序中，您同样可以检查是否：

if(nums[i] == 0)

现在，让我们证明为什么您会得到输出。

null char 不应该只在整个数组的末尾出现一次吗？

没有。任何其他留空的元素都将被初始化为零值。这就是为什么你看到你所拥有的输出；不是num[0]、num[1]、num[2] 或num[10] 的元素将被初始化为零。由于您正在检查 \0（也为 0），因此不包含这些元素的其他所有内容都将为 0。

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正如alk 在 cmets 中指出的那样，空字符和空指针文字是不同的。在 C 字符串的末尾，您会看到空字符 (NUL)，即 '/0' 或 0。但是，空指针文字 (NULL) 不同。