字符串与字符指针：存储方式、数组与指针的区别、常用函数实现

字符串这东西，C语言里没有专门的类型。嗯，听起来有点奇怪对吧？但这就是C的设计哲学——一切从简。字符串其实就是字符数组，末尾加个'\0'。我当年刚学的时候，总觉得这设计太原始了。后来做嵌入式项目，才明白这种设计有多灵活。

字符串的存储方式

字符串在内存里怎么存的？说白了就两种方式：栈上存、只读区存。

char str1[] = "Hello";  // 栈上分配6字节（含'\0'）
char str2[10] = "Hello"; // 栈上分配10字节，多余空间填0

char *str3 = "Hello";   // "Hello"在只读区，str3指向它

我在项目中遇到过一个问题：用指针指向字符串常量，然后试图修改它。程序直接崩溃了。为什么？因为只读区不能写。你想想看，如果所有字符串都能随便改，那多个指针指向同一个常量时，一个改了全乱套。

字符数组与字符指针的区别

这两个东西，看起来差不多，用起来天差地别。我见过不少新手在这上面栽跟头。

char arr[] = "Hello";
char *ptr  = "Hello";

printf("%zu\n", sizeof(arr)); // 6（包含'\0'）
printf("%zu\n", sizeof(ptr)); // 8（64位系统，指针大小）

为什么会这样？因为arr是数组名，代表整个数组。ptr只是个指针，存的是地址。我个人习惯用sizeof(arr)/sizeof(arr[0])来算数组长度，而不是用strlen——strlen要遍历，效率低。

char arr[] = "Hello";
char *ptr  = "Hello";

// arr = "World";  // 编译错误！数组名不能赋值
ptr = "World";      // 可以，ptr指向新的常量

// arr[0] = 'h';   // 可以，修改数组内容
// ptr[0] = 'h';   // 危险！修改只读区，未定义行为

我曾经在调试一个通信协议栈时，发现数据总是不对。查了半天，原来有人用指针指向了常量字符串，然后试图修改它做缓冲区。嗯，这种bug最难找，因为不是每次都崩溃，而是偶尔出现乱码。

常用字符串函数实现

标准库提供了，但理解它们的实现原理，才是真正的功力。我建议你至少手写一遍这几个核心函数。

strlen：计算字符串长度

size_t my_strlen(const char *s) {
    const char *p = s;
    while (*p) p++;  // 遍历到'\0'
    return p - s;    // 指针相减得长度
}

注意：不包含'\0'。如果s是NULL，直接崩溃。所以调用前要检查。

strcpy：字符串拷贝

char *my_strcpy(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while ((*dest++ = *src++));  // 先赋值，再判断，最后自增
    return ret;
}

strcmp：字符串比较

int my_strcmp(const char *s1, const char *s2) {
    while (*s1 && (*s1 == *s2)) {
        s1++;
        s2++;
    }
    return *(unsigned char *)s1 - *(unsigned char *)s2;
}

返回值：相等为0，s1小于s2为负，s1大于s2为正。注意用unsigned char比较，避免符号扩展问题。

strcat：字符串拼接

char *my_strcat(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while (*dest) dest++;      // 找到dest末尾
    while ((*dest++ = *src++)); // 拼接src
    return ret;
}

知识体系结构图

避坑指南

我总结几个实战中容易踩的坑：

• 忘记留'\0'的位置：char s[5] = "Hello"; 这行代码会溢出，因为需要6字节。我曾经在串口通信协议里犯过这个错，数据包尾部总是多一个乱码。
• 用==比较字符串：if (str1 == str2) 比较的是地址，不是内容。要用strcmp。我记得有个同事调试了两小时，才发现是这个问题。
• 返回局部数组的指针：函数里定义char buf[100]; return buf; 返回后栈空间被回收，指针变野指针。用静态数组或动态分配。
• strcpy不检查长度：这是缓冲区溢出的头号元凶。我建议用strncpy或snprintf替代。

字符串这东西，看似简单，实则暗藏杀机。理解了存储方式和指针的区别，你就能写出更健壮的代码。嗯，今天就聊到这，下次见。