为什么 C 需要空零作为字符串终止符，而 Java 不需要？答案

【问题标题】：Why does C need a null zero as a string terminator while Java doesn't?为什么 C 需要空零作为字符串终止符，而 Java 不需要？
【发布时间】：2015-05-24 17:37:10
【问题描述】：

我注意到，当我在 C 语言中创建一个字符数组来保存字符串时，我总是需要在末尾添加一个空零作为终止符。例如：

char Month[10];
Month[0] = 'M';
Month[1] = 'a';
Month[2] = 'r';
Month[3] = 'c';
Month[4] = 'h';
Month[5] = '\0';

这里我需要添加Month[5] = '\0'以使char数组显示正确的结果。如果我忽略空零，它将给出结果March_\377。但在 Java 中，我仍然会得到 March 而不添加空零。我想知道 C 和 Java 如何以不同的方式处理这种情况？

【问题讨论】：

在 Java 中，所有字符串都是不可变的对象。在 C 中，您可以通过使指向 char 的指针指向字符串文字来重新创建相同的内容。但是，您的问题似乎过于宽泛，因为每种语言都有其相似之处和不同之处。
@Edyyy 你自己知道的答案：他们确实以不同的方式处理这种情况。:)
@Vlad 来自莫斯科，这不仅仅是一个随意的选择。拥有一个具有长度属性的 String 对象可以避免遍历整个字符串来查找 '\0'

标签： java c

【解决方案1】：

在 Java 中，我们有一个名为 String 的类，它有一个名为 length() 的方法。

在 C 中，您需要在字符串的末尾有一个 \0，以便您知道字符串的结尾。但是在Java中，这个问题是用length()方法处理的。

【讨论】：

从 Java 8 开始，该变量似乎已被删除。 length() 就是 return backedCharArray.length;（实际上它在 Java 7 的某些版本中也消失了）
@AlexisC。谢谢，我不知道，我会编辑我的答案
抱歉编辑混乱；这主要是因为我也对count 感到困惑，而length() 通常是Java 中获取字符串长度的方式。
@juanchopanza 它不在文档中，因为它是不需要公开的私有状态。但是你可以在源代码中找到它（至少在java 7之前是这样的）（grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/…）
@Joey 不考虑亚历克西斯的评论，你是对的，他们似乎不再在length() 中使用count。

【解决方案2】：

在 C 中没有类型 string，只有一个指向 char 的指针。在 C 语言中你需要一个字符串时，你需要知道字符串中有多少个字符，或者有一个指示器来查看你已经到达了字符串的末尾。

传统上，有两种方法可以满足此要求。在 C 世界中，约定是用 \0 字符终止字符串。在 PASCAL 世界中，约定是使用另一个变量来存储字符串的长度。

Java 使用 PASCAL 约定并将字符串的长度存储在另一个变量中作为字符串的内容。

这两种方法都有其优点。在 Java/PASCAL 世界中，很容易知道字符串的长度，并且字符串可以包含 \0 字符。在 C 中，您可以为尾子字符串等重用相同的字符数组。

【讨论】：

嗯，C 中有 char 数组。这些不是指向 char 的指针。
是的，字符串确实可以存储在char 数组中（就像问题中一样），但是对于 C sting 逻辑来说，*char 是否指向数组并不重要，数组的中间或包含chars 的任何其他内存。

【解决方案3】：

C 没有字符串作为实际的数据类型，约定只是以空字符结尾的字符数组可以用作字符串。这就是您在语言中使用字符串文字时得到的结果，而当您不使用它们时，您必须重新创建。

根本问题是 C 想要通过不存储长度来节省其字符串表示的内存（例如，Pascal 将字符串长度存储在第一个字节中），因此长度必须以某种方式从数据中得出，在这种情况下以'\0'结束数据。

【讨论】：

【解决方案4】：

在 Java 中，字符串主要是一种抽象，您不应该关心内部表示。您有对其执行操作并允许您获取有关字符串的信息的方法。

然而，在 C 中，情况恰恰相反。您想知道并关心字符串的内部结构，以避免违反分段。

此外，在 C 中，组成字符串的以空字符结尾的字符序列占用一组连续的内存位置。大多数字符串函数（strcmp、strcat 等）都希望您有一个以空结尾的字符串来知道字符串的结尾在哪里。所以，如果你最后没有空字符，那么字符串函数可以在字符串的末尾运行。

【讨论】：

嗯，内部表示是一系列 UTF-16 代码单元。这是相当有名的和记录的。
感谢您的澄清，但我不是指那个。我只是说你不需要关心内部表示。所以我将在我的回答中将“知道”替换为“关心”。

【解决方案5】：

由于这是一个董事会问题，我们必须在这里指出两点重要的事情：

1) 首先要确认的是，C 作为一种基本语言并且具有低抽象性，它没有字符串作为数据类型。在 C 中，字符串只是字符的集合。所以我们需要一些东西来指定字符串在哪里结束，为此我们使用 \0 空终止符（它告诉库，这是字符串结束的地方）

那么，为什么 \0 空终止符：空终止恰好是 C、字符串文字和处理字符串的标准库函数所选择的方式。不知不觉，这很方便，因为空字符并没有真正用于其他任何事情。它既不是控制字符也不是可打印的，也没有定义任何行为（例如以某种特定方式移动光标，例如 \t）

另外，根据 ISO C 标准，第 7.1.1 节，这样定义字符串：

 字符串是由第一个空字符终止并包括第一个空字符的连续字符序列。

2) Java 是一种成熟的语言，我的意思是，它是比 C 更高级的语言。在 Java 中，我们可以将字符串定义为：

字符串被定义为一个固定长度的字符值序列。所有可能的 char 值（从 0 到 65535）都可以在字符串中使用。没有表示字符串结束的“可区分”值。

那么，它们是如何跟踪字符串结尾的呢？ String 类提供了一个名为 length 的方法来知道字符串中的字符数。

所以，你可以从语言实现规范中清楚地看到，C 需要对字符串进行 Null 终止，因为它们只不过是一个字符序列，需要一个特殊字符来确定这个序列的结束位置，而 java 字符串是实现的作为类（和对象）。

额外说明：我知道这不是被问到的，但我要说明的是，如果您通过 JNI 读取 C 代码中的 Java 字符串数据，那么我们使用 JNI 函数，例如 GetStringChars() 或获取字符串UTFChars()。这些函数都没有记录为返回以空值结尾的数据，我们应该使用 GetStringLength() 来确定它的长度。与 GetStringUTFChars() 类似，您必须使用 GetStringUTF8Length() 来确定修改后的 UTF-8 格式的长度。

【讨论】：