數組與指針

數組與指針是內存管理的關鍵，也是C/C++中較難掌握的的地方。現在對其進行一些分析與總結。
 
 一。內存分配方式有四種：

        1.從靜態存儲區域分配。內存在程序編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程序的
          整個運行期間都存在。例如全局變量，static 變量，即使是局部static變量（即函數內部定義的static變量）。
          如：
          const char *func()
          {
               static char res[256]={0};
               ...
               return res;  // this is correct.
          }


        2.在棧上創建。在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元都可以在棧上創建，函
         數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。棧內存分配運算內置於處理器的指令集
         中，效率很高，但是分配的內存容量有限。
          const char *func()
          {
               char res[256]={0};
               ...
               return res;  // this is wrong.
          }
 


       3.從堆上分配，亦稱動態內存分配。程序在運行的時候用malloc 或new 申請任意多
          少的內存，程序員自己負責在何時用free 或delete 釋放內存。動態內存的生存期
          由我們決定，使用非常靈活，但問題也最多。堆內存的釋放必須用free或delete顯式釋放，
         否則要等到程序結束後由操作系統負責收回。
         const char *func()
          {
               char* res=new char[256];
               ...
               return res;  // this is correct.
          }
 
      4.文字常量區。常量就放在這裏，即使是局部定義的常量也放在文字常量區，內容不可以被更改，如常量字符串，一直到程序結束後才由系統釋放。例如：
                const int* func(void)
                {
                    const int x=2;
                    return &x;
               }


              const int *y=func();
              cout<<*y<<endl;// result is 2.
 
 
二。數組與指針的特點分析：


        數組的特點分析：


        1.數組長度必須在編譯時確定；
        2.數組長度不可變；
        3.數組存在於棧中，只在定義它的語句塊內存在；
        4.數組名錶示數組第一個元素的地址（它也是指針，也是迭代器，但只能作爲右值），但是用sizeof操作符計算其大小是該數組所佔的字節數，而不是數組名本身的字節數，唯一的例外是當數組作爲函數的參數傳遞時，數組名自動退化爲同類型的指針。例如：
           int a[10];
           cout<<sizeof(a)<<endl;// result is 40
           void func(int  a[10])
           {
               cout<<sizeof(a)<<endl;//result is 4
           }
           動態分配數組返回的指針的特點分析：


           1.數組長度在編譯時不需要知道；
           2.一旦分配，數組長度不可變；
           3.存在堆中，除非顯示地釋放，它一直存在，即使程序已經結束；
           4.無數組名，只有返回的指針。該指針跟一般指針完全一樣，如用sizeof 操作符計算其大小，得到是該指針所佔內存（32位系統中，指針佔4位），而不是其指向的數組所佔的內存。如：
            int a[10];
            int *p=a;
           cout<<sizeof(p)<<endl;// result is 4
            p=new int[10];
            cout<<sizeof(p)<<endl;// result is 4
 
          一般指針的特點分析：


          C/C++中無法知道指針所指內容的內存容量，而只能知道指針本身所佔的內存。
          sizeof( 指針名)永遠爲4（在32位系統中），而不管指針指向的是不是數組，指向的內存在堆內還是在棧內。
 
三。C-風格字符串：


        1.C風格字符串：
           以空字符null結束的字符數組即爲C風格字符串。
        2.字符串字面值：
            （1）類型：const char*，即不可更改的字符串。
            （2）存儲位置及生命期：存儲在文字常量區，一直到程序的結束。
            （3）與數組關係：可以初始化（const char 或char型）數組，實質就是拷貝初始化，因此初始化後數組與文字常量區中的該字符串字面值無關了。
                      如：char a[]="hello world"；
                              a[0]='s';// ok
                      又如：
                      char *GetString(void)
                      {
                          char p[] = "hello world";
                          return p; // 編譯器將提出警告
                      }
                     char *str = NULL;
                      str = GetString(); // str 的內容是垃圾，注意函數返回後，str不爲NULL，但其指向的棧內存已經被釋放了。
                    
 
            （4）與指針關係：可以初始化或賦值給const char* 或char* 類型的指針，此指針指向的是文字常量區中的字面值常量的地址，因此不可以通過該指針修改其內容，
                      而且其內容和地址知道程序結束均不變。
                     如：char *p="hello world"；
                              p[0]='s';// error
                    char *GetString(void)
                      {
                          char *p = "hello world";
                          return p;                      
                      }
                     char *str = NULL;
                      str = GetString(); // str 的內容是"hello world", 但注意str指向的是文字常量區裏字面值的指針。
 
        3.C風格字符串的標準庫函數：
            標準庫strting.h裏的以str開頭的函數均是C風格字符串的標準函數。
            這些函數要求C風格字符串：以NULL結尾的字符數組，接受char型數組名或char*型指針。
        4. strlen與sizeof 的區別：
           （1）strlen 只接受char* 型指針或char型數組名，而sizeof 接受任何類型的對象或任何類型名；
           （2）strlen對char* 指針和char型數組名是完全一樣的，而sizeof 對指針和數組名是不一樣的：對指針結果爲4，對數組名結果是該數組所佔的內存空間；
           （3）strlen計算C風格字符串的長度，不包括最後的null字符，而sizeof對char型數組名計算的長度包括最後的Null字符。