指针与字符串：字符串常量与字符指针、字符串指针数组、常用字符串操作函数的指针实现

字符串在C语言里，其实是个挺“拧巴”的存在。你想想看，语言本身并没有专门的字符串类型，但我们天天都在用。怎么做到的？靠的就是指针和字符数组的配合。这一章，我就带你把这些弯弯绕绕彻底理清楚。

字符串常量与字符指针

先看一个最基础的问题：字符串常量到底存在哪？

char *p = "hello";
char arr[] = "hello";

这两行代码，看着差不多，但内存布局完全不同。我个人习惯把前者叫做“指针指向常量区”，后者是“数组在栈上拷贝了一份”。

"hello" 这个字符串常量，是存储在只读数据段（.rodata）里的。你通过指针 p 去访问它，只能读，不能改。我曾经在项目里看到有人这么写：

char *p = "hello";
p[0] = 'H';  // 运行时崩溃！

嗯，这种错误在嵌入式开发里尤其隐蔽。因为有些MCU的Flash是统一编址的，写操作可能不会立刻报错，但后续行为完全不可预测。所以我的建议是：凡是用指针指向字符串常量，一律加上 const 修饰。

const char *p = "hello";  // 这样编译器会帮你拦住修改操作

字符串指针数组

实际项目中，我们经常要管理一组字符串。比如一个菜单系统，或者一串错误信息。这时候字符串指针数组就派上用场了。

const char *menu[] = {
    "打开文件",
    "保存文件",
    "退出程序",
    NULL   // 用NULL做结束标记，这是C语言里的常见手法
};

你看，这个数组里每个元素都是一个 const char * 指针，指向一个字符串常量。遍历起来非常方便：

for (int i = 0; menu[i] != NULL; i++) {
    printf("%s\n", menu[i]);
}

为什么不用二维字符数组？比如 char menu[4][20]？我在项目中遇到过这种情况：用二维数组，每个字符串长度都得按最长的来分配，内存浪费严重。而且如果后期要修改字符串内容，数组大小还得重新调。用指针数组，每个指针指向的字符串长度是自由的，内存利用率高得多。

常用字符串操作函数的指针实现

面试的时候，经常有人被问到“手写strcpy”。其实这背后考察的就是对指针操作的理解深度。下面我挑几个最常用的函数，用指针的方式重新实现一遍。你仔细看，每个实现里都藏着指针的精髓。

strlen：计算字符串长度

size_t my_strlen(const char *s) {
    const char *p = s;
    while (*p != '\0') {
        p++;
    }
    return (size_t)(p - s);
}

这里的关键是 指针减法。两个指向同一数组的指针相减，结果就是它们之间元素的个数。这个技巧在很多底层代码里都会用到。

strcpy：字符串拷贝

char *my_strcpy(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while ((*dest++ = *src++) != '\0') {
        // 空循环体，赋值操作已经完成了
    }
    return ret;
}

这段代码很经典。赋值表达式 *dest++ = *src++ 的值就是被赋的那个字符。当遇到 '\0' 时，赋值完成，循环结束。注意这里 dest 和 src 都自增了，但 ret 保存了原始地址用于返回。这是C语言里“返回目标指针”的惯例，方便链式调用。

strcmp：字符串比较

int my_strcmp(const char *s1, const char *s2) {
    while (*s1 != '\0' && *s1 == *s2) {
        s1++;
        s2++;
    }
    return (unsigned char)*s1 - (unsigned char)*s2;
}

比较的逻辑很简单：逐字符比较，直到遇到不相等或者某个字符串结束。返回值是 s1 和 s2 当前字符的差值。这里用 unsigned char 转换，是为了避免 char 的符号扩展问题。你想想看，如果 char 是有符号的，EOF 和普通字符比较时就会出乱子。

strcat：字符串拼接

char *my_strcat(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while (*dest != '\0') {
        dest++;
    }
    while ((*dest++ = *src++) != '\0') {
        // 拼接
    }
    return ret;
}

说白了就是先找到 dest 的末尾，然后从那里开始拷贝 src。这个函数有个隐含风险：dest 必须有足够的空间。我在嵌入式项目里见过有人 strcat 之后直接缓冲区溢出，把栈上的返回地址给覆盖了。嗯，那调试起来真是欲哭无泪。

知识体系总览

下面这张图，把本章的核心逻辑串起来了。你可以把它当作一个快速索引，遇到问题回来对照着看。

好了，这一章的内容就这些。字符串和指针的结合，说白了就是“用指针去操控内存里的字符序列”。你只要把指针的移动、比较、赋值这几个动作练熟了，什么字符串处理都不在话下。下次写代码的时候，多想想“这个指针指向哪？那个内存能不能写？”——养成这个习惯，很多bug在写出来的那一刻就被你掐死了。

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