来源:公众号【编程珠玑】
作者:守望先生
ID:shouwangxiansheng
对于初学者来说,sizeof,strlen,数组,字符串整在一起是痛苦的,它总能在某些莫名其妙的时候整一个措手不及。本文看看它们在一起能挖什么坑。
在说明这些问题之前,先看一段代码,看看你是否都理解了。(注:以下代码结果为编译为64位程序后运行结果)
//来源:公众号【编程珠玑】
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void testArr(const char str[])
{
printf("%lu %lu\n", sizeof(str), strlen(str));
}
int main(void)
{
/*test 0*/
char str[] = "hello";
printf("test0 %lu %lu\n\n", sizeof(str), strlen(str)); //6 5
/*test 1*/
char str1[8] = "hello";
printf("test1 %lu %lu\n\n", sizeof(str1), strlen(str1)); //8 5
/**test 2*/
char str2[] = {'h','e','l','l','o'};
printf("test2 %lu %lu\n\n", sizeof(str2), strlen(str2)); //5 10
/**test 3*/
char *str3 = "hello";
printf("test3 %lu %lu\n\n", sizeof(str3), strlen(str3)); //8 5
/*test 4*/
char str4[] = "hello";
testArr(str4);//8 5
/*test 5*/
char str5[] = "hell\0o";
printf("test5 %lu %lu\n", sizeof(str5), strlen(str5)); //7 4
/*test 6*/
char str6[10] = {0};
printf("test6 %lu %lu\n\n", sizeof(str6), strlen(str6)); //10 0
/*test 7*/
char str7[5] = "hello";
printf("test7 %lu %lu\n\n", sizeof(str7), strlen(str7)); //5 10
/*test 8*/
char str8[5] = {0};
strncpy(str8,"hello",5);
printf("%s\n",str8);//hellohello
return 0;
}
特别注意观察test2和test7。 在解释这些测试之前,先复习一下sizeof,strlen以及数组的内容。
首先需要明确的是,sizeof是操作符,即它并不是函数,它的作用对象是数据类型,因此,它作用于变量时,也是对其类型进行操作。得到的结果是该数据类型占用空间大小,即size_t类型。 例如:
struct test
{
int a;
char b;
};
sizeof(int);//得到4
sizeof(test);//4字节对齐时,得到8
需要注意的是,它在计算数据类型占用空间大小时,会考虑字节对齐,关于字节对齐,可以参考《理一理字节对齐的那些事》。 另外sizeof的时间复杂度是O(1)。
strlen是函数
size_t strlen(const char *s);
它用于计算字符串的长度。它的计算原则是: 从参数s所指向的内存开始往后计数,直到内存中的内容是0(即’\0’,参考《NULL,0,'\0',“0”,"\0"你真的分得清吗?》)为止。 例如:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char *p = "hello";
printf("%lu\n",strlen(p));//得到5
return 0;
}
这里字符串hello的长度就是5,但是占用空间是多少呢?
sizeof("hello");//得到6
是6,而不是5。 注:strlen的时间复杂度为O(N)。
关于数组,更多内容可以参考《数组之谜》。
字符串是以'\0'结尾的字符数组。
实际上了解以上内容之后,很多问题迎刃而解。
char str[] = "hello";
printf("test0 %lu %lu\n\n", sizeof(str), strlen(str)); //6 5
上面的初始化方法等价于下面的方式:
char str[] = {'h','e','l','l','o','\0'};
它实际上就是一个字符数组,只不过上面这种赋值方式会在末尾加上'\0'。
既然如此,那么用sizeof求得占用空间大小也就很明显了是6。而strlen是遇到'\0',就结束,因此其求得长度为5。
/*test 1*/
char str1[8] = "hello";
printf("test1 %lu %lu\n\n", sizeof(str1), strlen(str1)); //8 5
test1类似,只不过它占用空间是8,而长度仍然是5。
/**test 2*/
char str2[] = {'h','e','l','l','o'};
printf("test2 %lu %lu\n\n", sizeof(str2), strlen(str2)); //5 10
sizeof求str2的大小很明显是5,而为啥那么strlen得到的是10呢?还记得strlen的原则吗,遇到'\0'则结束,但是'\0'在哪里?至少我在str2中没有看到,所以你可能看到的结果是10,也可能是另外一个莫名其妙的值,甚至可能导致程序崩溃。
/**test 3*/
char *str3 = "hello";//最后有一个”隐形“的'\0'
printf("test3 %lu %lu\n\n", sizeof(str3), strlen(str3)); //8 5
为什么前者是8?很显然,str3并不是一个数组,而是一个字符指针,既然是指针类型,自然占着指针的大小,而64位程序中,它的大小就是你看到的8。后者还是从str3指向的地址开始,直到遇到'\0',即得到长度5。
/*test 4*/
char str4[] = "hello";
testArr(str4);//8 5
这在《数组之谜》中也提到过,当数组作为参数时,实际上只是一个指针,所以用sizeof计算时,会得到8。
/*test 5*/
char str5[] = "hell\0o";
printf("test5 %lu %lu\n", sizeof(str5), strlen(str5)); //7 4
同理,str5的初始化等价于下面:
char str5[] = {'h','e'.'l','l','\0','o','\0'};
所以不用解释你也明白,sizeof得到的结果是7。而strlen遇到第一个'\0'就停止继续计算了,因此得到4。
/*test 6*/
char str6[10] = {0};
printf("test6 %lu %lu\n\n", sizeof(str6), strlen(str6)); //10 0
相信这个也好理解,占用空间10,但是由于都是0,因此strlen得到长度为0。
/*test 7*/
char str7[5] = "hello";
printf("test7 %lu %lu\n\n", sizeof(str7), strlen(str7)); //5 10
这也是非常危险的,占用空间是5,它没有空间容纳最后的'\0',因此导致strlen计算的结果和test2一样,可能会是任意值。
/*test 8*/
char str8[5] = {0};
strncpy(str8,"hello",5);
printf("%s\n",str8);//hellohello
这里在实际编程中最容易遇到的问题之一,数组大小为5,但是拷贝了5个字节大小的数据。如果你把它当成字符数组使用也没什么问题,但是由于它最后没有空间去容纳'\0',因此你使用strlen,或者使用printf去打印的时候,可能发生难以预料的结果。
所以你可能会在你的项目代码中看到类似这样的写法,将字符数组的最后一个位置赋值为0:
str8[4] = '\0';
文本关键点如下:
另外注意下面两种方式hello存储的区域不一致:
char str[] = "hello";
char *str2 = "hello";//存储在数据区,只读