使用指针声明字符串文字是否比声明常量数组更节省内存？

Question

如果我想存储一个常量字符串，

const char array[] = "Some string literal.";

C 入门加书说

然后引用的字符串存储在作为可执行文件一部分的数据段中。只有在程序开始运行后才会为数组分配内存。此时，引用的字符串被复制到数组中。

这是否意味着为字符串文字分配了两次内存？

另一方面，当用指针声明时，它只为指针变量留出存储空间，并将字符串字面量的地址存储在其中。

const char *pt = "Some string literal.";

这意味着字符串文字只有一个副本，并且用字符串文字声明指针比数组更节省内存？

Answer 1

在第一种情况下，字符串的数据存储在可执行文件中，并在程序加载后存储在内存中。所以是的，它被“分配了两次”，但是在非常不同的存储介质（磁盘和内存）中。

但是，第二种情况也是如此。字符串文字需要在磁盘上的可执行文件中存储一次，在程序运行时在内存中存储一​​次。

区别在于实现细节，即在第一种情况下，内存中的字符串要么存储在堆栈上，要么存储在一些全局可修改的数据内存段中。在第二种情况下，字符串通常与代码一起存储。

所以如果你在第一种情况下只有一个字符串的实例，那么“内存效率”是没有区别的。

Answer 2

答案取决于定义出现在全局范围还是局部范围。

• 在全球范围内：

  • 第一个选项定义一个初始化的常量数组。使用array[0] 从中读取字节将导致代码从全局内存位置读取单个字节，通常是单个指令。

  • 第二个选项定义了一个可修改的指针，初始化为指向一个常量字符数组。使用array[0]从中读取字节将导致代码加载指针值并读取指针指向的元素，通常至少有2条指令。

  如果您不需要更改 array 所指的字符串，则最好使用第一个选项。

• 在本地范围内（自动存储）

  • 第一个选项定义了一个用字符串初始化的数组。如果这个数组不是常量并且在函数内部被修改，那么生成的代码将与此基本相似：

    char array[sizeof "Some string literal."];
    memcpy(array, "Some string literal.", sizeof(array));
    

    但由于它被定义为const，编译器可以优化代码并生成对array 的引用作为对静态存储中字符串文字的引用。为避免上述潜在代码生成，您可以在本地范围内使用此定义：

    static const char array[] = "Some string literal.";
    

  • 相反，第二个选项定义了一个初始化为指向字符串文字的本地指针，它本身很可能存储在静态存储中，例如数据段甚至代码段。如果该函数使用array，则该定义可以生成一个存储来初始化指针和或多或少的代码来从中读取字符，具体取决于函数内部的特定代码以及编译器的效率。

在全局范围内，使用第一种方法似乎更有效。

在本地范围内，它在很大程度上取决于使用的实际代码和编译器，但定义 static const char 数组可能是最有效的。