C 字符串声明答案

【问题标题】：C string declarationC 字符串声明
【发布时间】：2013-01-22 20:14:02
【问题描述】：

我对 C 字符串声明中的一些基础知识感到困惑。我尝试了以下代码，发现有些不同：

char* foo(){
    char* str1="string";
    char str2[7]="string";
    char* str3=(char)malloc(sizeof(char)*7);
    return str1;
    /* OR: return str2; */
    /* OR: return str3; */
    }
void main()  {
    printf("%s",foo());
    return 0;
    }

我让 foo() 一次返回一个 str1/2/3，并尝试在 main 中打印结果。 str2 返回了一些奇怪的东西，但 str1 和 str3 返回了实际的“字符串”。

1.现在，这三个声明有什么区别？我认为 str2 不起作用的原因是因为它被声明为局部变量，对吗？

2.那么str1呢？如果 foo() 结束后结果仍然存在，那不会导致内存泄漏吗？

3.我只是想用 C 语言编写一个返回字符串的函数，并将该函数返回的值用于其他内容，我应该使用上面的哪个 str 声明？

提前致谢！

【问题讨论】：

标签： c string

【解决方案1】：

char* str1="string";

这使得str1 成为一个指针；它指向字符串文字的第一个字符。您应该将其定义为const，因为您不允许修改字符串文字：

const char *str1 = "string";

...

char str2[7]="string";

这使str2 成为char 的数组（不是指针），并将字符串文字的内容复制到其中。无需将其定义为const；数组本身是可写的。你也可以省略大小，让它由初始化器决定：

char str2[] = "string";

然后是sizeof str2 == 7（"string" 为 6 个字节，终止 '\0' 为 1）。

这个：

char* str3=(char)malloc(sizeof(char)*7);

写错了，它甚至不应该编译；至少，你应该从你的编译器那里得到一个警告。您将malloc() 的结果转换为类型char。您应该将其转换为 char*:

char *str3 = (char*)malloc(sizeof(char) * 7);

但是强制转换是不必要的，并且在某些情况下可以掩盖错误；请参阅comp.lang.c FAQ 中的问题 7.7 及以下内容：

char *str3 = malloc(sizeof(char) * 7);

但是sizeof(char)的定义是1，所以你可以写：

char *str3 = malloc(7);

malloc() 分配内存，但它不会初始化它，所以如果你尝试打印str3 指向的字符串，你会得到垃圾——如果分配的空间甚至会导致运行时崩溃碰巧不包含终止空字符'\0'。可以用strcpy()初始化，例如：

char *str3 = malloc(7);
if (str3 == NULL) {
    fprintf(stderr, "malloc failed\n");
    exit(EXIT_FAILURE);
}
strcpy(str3, "string");

您必须非常小心，要复制的数据不大于分配的空间。（不，`strncpy() is not the answer to this problem。）

void main() 不正确；它应该是int main(void)。如果您的教科书告诉您使用void main()，请找到更好的教科书；它的作者不太了解 C。

对于您正在使用的任何库函数，您需要适当的 #include 指令：<stdio.h> 用于 printf()，<stdlib.h> 用于 exit() 和 malloc()，<string.h> 用于 strcpy()。每个函数的文档都应该告诉您要包含哪个标头。

我知道这需要吸收很多；不要指望一下子就明白了。

我提到了comp.lang.c FAQ；这是一个很好的资源，尤其是第 6 节，它讨论了数组和指针以及它们之间经常令人困惑的关系。

至于您的问题 3，如何从 C 函数返回一个字符串，由于 C 进行内存分配的方式（基本上它留给自己管理），结果出奇地复杂。您不能安全地返回指向局部变量的指针，因为当函数返回时该变量不再存在，给调用者留下一个悬空指针，因此返回您的 str2 是危险的。返回字符串文字是可以的，因为它对应于在整个程序执行过程中存在的匿名数组。你可以用static声明一个数组并返回一个指向它的指针，或者你可以使用malloc()（这是最灵活的方法，但这意味着调用者需要free()内存），或者你可以要求调用者传递一个指向缓冲区的指针，您的函数会将结果复制到该缓冲区中。

某些语言允许您构建一个字符串值并简单地从函数中返回它。正如您现在发现的那样，C 不是其中一种语言。

【讨论】：

感谢您的澄清。在这种情况下，如果我的函数必须返回一个任意长度的字符串，我在函数中使用了一个 char[someLength] 缓冲区，如何将这个缓冲区作为输出返回？
@user1926344：首先，请注意您的“任意长度”字符串不能超过someLength 字节。其次，您只需将其复制到调用者能够访问的某个内存区域——这意味着您不妨跳过char[someLength] 变量并直接将其复制到那里。该区域可以是static（有一些缺点），也可以是malloc()ed，也可以由调用者来分配它并向你的函数传递一个指针。

【解决方案2】：

char* str1="string";

这会创建一个指向文字字符串的指针，该字符串将位于.data 或.text 段上，并且始终可以访问。每当你做这样的事情时，一定要声明它const，因为如果你试图修改它，可能会发生令人讨厌的事情。

char str2[7]="string";

这会在堆栈上创建一个带有文字字符串副本的本地缓冲区。一旦函数返回，它就变得不可用。这就解释了你得到的奇怪结果。

char* str3=(char)malloc(sizeof(char)*7);

这会在堆上创建一个缓冲区（未初始化），直到您释放它为止。并且必须释放它，否则会导致内存泄漏。

【讨论】：

【解决方案3】：

字符串字面量 "string" 存储为具有静态范围的 char 的 7 元素数组，这意味着它的内存在程序启动时分配并保持到程序终止。

声明

char *str1 = "string";

将字符串文字的地址分配给str1。即使在函数退出时变量str1 不再存在，它的值（文字"string" 的地址）在函数外仍然有效。

声明

char str2[7] = "string";

将str2 声明为char 的数组，并将字符串文字的内容复制到其中。当函数退出时，str2 不复存在，其内容也不再有意义。

声明

char *str3 = (char*) malloc(sizeof(char) * 7);

可以简化为

char *str3 = malloc(sizeof *str3 * 7);

分配一个未初始化的 7 字节内存块并将其地址复制到str3。当函数退出时，变量str3 不再存在，但它指向的内存仍然被分配。正如所写，这是内存泄漏，因为您没有在调用代码中保留指针的值。请注意，由于您没有将任何内容复制到此块中，main 中的输出将是随机的。

此外，除非您的编译器文档明确将void main() 列为main 函数的合法签名，否则请改用int main(void)。

【讨论】：