C++使用字符串之一（C风格字符串、字符串字面量）

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我是靠谱客的博主爱听歌小丸子，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C++使用字符串之一（C风格字符串、字符串字面量），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

我们编写的程序几乎都会使用字符串。在C语言中，只能使用普通的以null结尾的字符数组来表示字符串。这种表示会有很多问题，例如缓冲区溢出等。然而，C++ STL（standard template library标准模板库）包含了一个安全易用的std::string类，这个类就没有这些缺点。

1. C风格的字符串

在C语言中，字符串就表示为字符的数组。字符串中的最后一个字符是空字符('')，只有这样，操作字符串的代码才知道字符串在哪结束。官方将这个空字符定义为NUL，注意，NUL与NULL指针不是一回事，还有nullptr。尽管C++里面有更好的字符串抽象，但是如今这个各种语言遍地跑的年代，没准哪天就用到了C风格的数组。

使用C风格的字符串，最重要的就是要为''分配空间（在我们眼里，空表示没用，但是在计算机世界里，这个''也要用一串二进制码表示，并不是不存在）。例如，字符串"Hello"看上去是五个字符，但是在内存中需要六个字符的空间才能保存这个字符串的值。

C++中有一些来自C语言的字符串操作函数，它们在<cstring>(不是<string>)头文件中定义。通常这些函数不直接操作内存分配。例如strcpy()函数有两个字符串参数。这个函数将第二个字符串复制到第一个字符串，而不考虑第一个字符串是否装得下第二个字符串。来看下面这段代码：

char* CopyString(const char* str)

{

char* result = new char[strlen(str)];

strcpy(result,str); //这里有bug，跟上句话有关系。

return result;
}

这里strlen(str)返回的是不包含末尾的''的字符串的长度，对于"Hello"来说，strlen("Hello")返回的值是5，而不是6。但是实际上，result需要六个存储char类型字符的空间，上段代码只给了result五个这样的空间。

所以正确的代码应该是：

char* CopyString(const char* str)

{

char* result = new char[strlen(str)+1];

strcpy(result,str);

return result;
}

要思考的问题是：如果要将三个字符串合并成一个字符串时怎么做？依旧是三个字符串的strlen()操作之后加一，这也是为什么strlen只返回实际字符的数目，而不是实际所占空间的大小。

strcat()函数可以将字符串串联：

char* appendStrings(const char* str1,const char* str2,const char* str3)

{

char* result=new char[strlen(str1)+strlen(str2)+strlen(str3)+1];

strcpy(result,str1);

strcat(result,str2);

strcat(result,str3);

return result;

}

既然说了strlen()，把sizeof()也一并说了。C和C++中的sizeof()操作符可用于获得给定数据类型或变量的大小。例如，sizeof(char)为1，因为char的大小是1字节。但是，在C中，sizeof()和strlen()是不同的。绝对不要通过sizeof()获得字符串的大小。（这里提一下C风格的字符串的两种表示方法）。

char text1[]="abcdef";

size_t s1=sizeof(text); //返回值为7

size_t s2=strlen(text); //返回值为6

但是，如果C风格的字符串存储为char*，sizeof()就返回指针的大小。

const char* text1="abcdef";

size_t s3=sizeof(text1); // 32为系统返回的是4,64位系统返回的是8

size_t s4=strlen(text1); //返回值为6

可以在<cstring>头文件中找到操作字符串的C函数的完整列表。

2. 字符串字面量

C++程序中的字符串要用 "" 包围。

cout<<"Hello"<<endl;

这段代码输出字符串hello。这段代码包含这个字符串本身而不是包含这个字符串的变量，就是说不是这样的

char str[]="Hello";

cout<<str<<endl;

在cout<<"Hello"<<endl;中，"Hello"是一个字符串字面量，因为这个字符串以值的形式写出，而不是一个变量。与字符串字面量关联的真正内存在内存的只读部分中。通过这种方式，编译器可以重用等价字符串字面量的引用，来优化内存的使用。换个说法就是，你的程序里有100个cout<<"Hello"<<endl;这种语句，也就是使用了100次"Hello"字符串字面量，编译器也只在内存中创建了1个Hello实例，而不是100个。这种技术称为字面量池(literal pooling)。

字符串字面量可以赋值给变量，但因为字符串字面量位于内存的只读部分，并且使用了字面量池，所以这么做是有一定风险的（想想字符串字面量赋值给一个变量之后，又去修改这个变量）。C++标准正式指出：字符串字面量的类型为"n个const char 数组"。但是，为了向后兼容老版本的不支持const 的代码(版本兼容问题烦得很)，大部分编译器不会强制程序将字符串字面量赋值给const char *类型的变量。这些编译器允许将字符串赋值给不带有const 的char*，而且整个程序可以正常运行，除非试图修改字符串。一般情况下，试图修改字符串的行为是没有定义的。这种行为可能会导致很多种结果，可能没什么影响（最好是这样，不然你根本想不到bug在哪），也有可能程序崩溃，最可怕的是行为的不同取决于编译器（编译器也是人写的，学过编译原理就会写了）。看代码：

char* ptr="Hello"; //将一个字符串字面量赋值给变量ptr

ptr[1]='a'; //这是一个没有定义的行为，一般情况下这个应该是没错的。

一种更安全的编码方法是在引用字符串字面量时，使用指向const字符的指针。下面的代码包含同样的bug，但是由于这段代码将字符串字面量赋值给const char*，所以编译器会捕捉到任何写入只读内存的企图，然后，错。

const char* ptr = "Hello";

ptr[1]='a';//报错

还可以将字符串字面量用作字符数组的初始值。这种情况下，编译器会创建一个能够装得下这个字符串的数组，然后将字符串复制到这个数组。因此，编译器不会将字面量放在只读的内存中，也不会进行字面量的池操作。

char str[]="Hello";

arr[1]='a';