关于存储持续时间的数组初始化（字符、字符串、其他）的差异

Question

在这个question 中，cmets 中说：

char arr[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; 和char arr[10] = "Hello"; 是完全一样的。 ——迈克尔·沃尔兹

这让我开始思考。

我知道"Hello" 是字符串文字。字符串文字以静态存储持续时间存储并且是不可变的。

但如果两者确实相同，那么char arr[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; 也会创建一个类似的字符串文字。

char b[10]= {72, 101, 108, 108, 111, 0}; 是否也创建具有静态存储持续时间的“字符串”文字？因为理论上是一样的。

char a = 'a';和char a; ...; a = 'a';是一回事，所以你的想法是正确的'a'只是写给a

之间有区别吗：

• char a = 'a';
• char a = {'a'};

如何/在哪里定义差异？

编辑： 我发现我没有说得足够清楚，以至于我对文字的内存使用/存储持续时间特别感兴趣。我将保持原样保留问题，但希望在此编辑中更清楚地说明问题的重点。

Answer 1

我知道“Hello”是字符串文字。字符串文字以静态存储持续时间存储并且是不可变的。

是的，但字符串文字也是 C 语言中的一个语法项目。 char arr[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; 是 not 字符串文字，它是一个初始化列表。然而，初始化列表的行为就像它具有静态存储持续时间一样，显式 \0 之后的剩余元素设置为零等。

初始化列表本身存储在某种方式的 ROM 内存中。如果您的变量arr 也具有静态存储持续时间，它将在.data 段中分配并在程序启动之前从ROM 初始化列表中初始化。如果arr具有自动存储时长（本地），则在运行时从ROM初始化，当调用包含arr的函数时。

存储初始化列表的 ROM 内存可能与用于字符串文字的 ROM 内存相同，也可能不同。通常有一个名为.rodata 的段，这些东西在此结束，但它们也可能在其他一些段中结束，例如代码段.text。

编译器喜欢将字符串文字存储在特定的内存段中，因为这意味着它们可以执行一种称为“字符串池”的优化。这意味着如果您在程序中多次使用字符串文字"Hello"，编译器将为其使用相同的内存位置。它可能不一定对初始化列表做同样的优化。

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关于初始化列表中的'a' 与{'a'}，这只是C 语言中的一个语法问题。 C11 6.7.6/11：

标量的初始值设定项应该是一个表达式，可选地用大括号括起来。这 对象的初始值是表达式的初始值（转换后）；同类型 约束和转换适用于简单赋值，

简单来说，这意味着“非数组”（标量）可以用大括号或不带大括号进行初始化，其含义相同。除此之外，适用与常规分配相同的规则。

Answer 2

我知道“Hello”是字符串文字。字符串文字以静态存储持续时间存储并且是不可变的。

是的。但是使用char arr[10] = "Hello";，您正在将字符串文字复制到数组arr，并且无需“保留”字符串文字。因此，如果实现选择在将字符串文字复制到 arr 后完全删除它，那是完全有效的。

但如果两者确实相同，则 char arr[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};也会创建一个类似的字符串文字。

再一次，没有需要为此制作/存储字符串文字。

只有当你直接有一个指向字符串文字的指针时，它通常会存储在某个地方，例如： char *string = "Hello, world!\n";

即使这样，实现也可以根据“as-if”规则选择不这样做。例如，

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

static const char *str = "Hi";
int main(void)
{
   char arr[10];
   strcpy(arr, str);
   puts(arr);
}

"Hi" 可以删除，因为它仅用于将其复制到arr 中，并且不能在任何地方直接访问。所以消除字符串文字（以及 strcpy 调用）就好像你有 "char arr[10] = "Hi"; 并且不会影响 observable 行为。

基本上，C 标准并不要求必须将字符串文字存储在任何地方，只要满足与字符串文字关联的属性即可。

之间有区别吗：char a = 'a';字符 a = {'a'};如何/在哪里定义差异？

是的。 C11, 6.7.9 说：

标量的初始值设定项应该是一个表达式，可选地用大括号括起来。 [..]

根据syntax，甚至： char c = {'a',}; 也是有效且等价的（尽管我不建议这样做:)。

Answer 3

在抽象机中，char arr[10] = "Hello"; 表示arr 是通过从字符串文字"Hello" 复制数据来初始化的，该字符串文字在其他地方有自己的存在；而另一个版本像任何其他变量一样只有初始值——不涉及字符串文字。

但是，两个版本的可观察行为是相同的：创建了arr，其值设置为指定的值。这就是代码相同的另一张海报的意思；根据标准，如果两个程序具有相同的可观察行为，则它们是相同的。允许编译器为两个版本生成相同的程序集。

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您的第二个问题与第一个问题完全不同；但是char a = 'a'; 和char a = {'a'}; 是相同的。单个初始化器可以选择用大括号括起来。

Answer 4

我相信您的问题与实现高度相关（硬件和编译器方面）。但是，一般来说：数组是放在 RAM 中的，不管是全局的还是不全局的。

我知道“Hello”是字符串文字。字符串文字以静态存储持续时间存储并且是不可变的。

是的，这会将字符串“Hello”保存在 ROM（只读存储器）中。您的数组在运行时加载文字。

但如果两者确实相同，则 char arr[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};也会创建一个类似的字符串文字。

是的，但在这种情况下，单个字符被放置在 ROM 中。您初始化的数组在运行时加载了字符文字。

char b[10]= {72, 101, 108, 108, 111, 0};还创建一个具有静态存储持续时间的“字符串”文字？因为理论上是一样的。

如果您使用 UTF-8，那么是的，因为 char == uint8_t 是值。

之间是否有区别： 字符 a = 'a'; 字符 a = {'a'}; 如何/在哪里定义差异？

我不相信。

回复编辑

您是指字符串文字的存储生命周期吗？看看this。

因此，字符串文字具有静态存储持续时间。它会在程序的整个生命周期中保留，硬编码在内存中。