5、指针与字符串：字符串的存储方式、字符指针与字符数组的区别、字符串处理函数的指针实现、字符串常量与指针

字符串，说白了就是字符的序列，末尾带个'\0'。很多C语言初学者觉得字符串很简单，但一碰到指针就懵了。我当年也是这样，直到在项目中踩了几个坑，才真正搞明白。

5.1 字符串的两种存储方式

字符串在内存里，主要有两种待的地方：

• 静态存储区：存字符串常量，比如 "hello"。程序启动就分配好了，只读，不能改。
• 栈或堆：存字符数组，比如 char s[] = "hello"。可以读写，用完就释放。

这两种方式，决定了你能对字符串做什么操作。我见过有人直接修改字符串常量，结果程序崩溃——嗯，这就是没搞清楚存储位置。

5.2 字符指针 vs 字符数组

这两个东西，长得像，但本质不同。你想想看：

char *p = "hello";   // 指针指向字符串常量
char arr[] = "hello"; // 数组，在栈上分配了6个字节

有什么区别？

• p 是一个指针，指向只读区的"hello"。你不能通过 p[0] = 'H' 去改它。
• arr 是一个数组，它在栈上拷贝了一份"hello"。你可以随便改。
• p 可以指向别处，arr 不行——数组名是常量地址。

我在项目中遇到过一个问题：有人用 char *p = "hello"，然后试图用 strcpy 往里面写数据。结果呢？段错误。因为 p 指向的是只读区，根本写不进去。

5.3 字符串处理函数的指针实现

很多库函数，比如 strcpy、strlen、strcmp，底层都是用指针操作的。理解它们的指针实现，能帮你更深刻地理解字符串。

5.3.1 strlen 的指针实现

计算字符串长度，说白了就是数到'\0'为止。

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

这里用了一个技巧：两个指针相减，得到的是它们之间的元素个数。我习惯用这种方式，比用计数器更简洁。

5.3.2 strcpy 的指针实现

复制字符串，把源串的每个字符拷到目标串，包括最后的'\0'。

char *my_strcpy(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while ((*dest++ = *src++) != '\0') {
        // 空循环体
    }
    return ret;
}

这段代码很经典。赋值表达式 *dest++ = *src++ 的值就是被赋的字符，当它是'\0'时循环结束。嗯，这里要注意：dest 必须有足够的空间，否则会越界。

5.3.3 strcmp 的指针实现

比较两个字符串，按字典序。

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

为什么用 unsigned char？因为 char 可能是有符号的，直接相减可能得到负数。我曾经在这个细节上吃过亏——比较两个字符串，结果返回值不对，查了半天才发现是符号扩展的问题。

5.4 字符串常量与指针

字符串常量，比如 "hello"，在C语言中是一个 char * 类型的表达式。它的值是指向该字符串首字符的指针。

printf("%s\n", "hello");        // 输出 hello
printf("%c\n", *"hello");       // 输出 h
printf("%c\n", "hello"[1]);     // 输出 e

你看，字符串常量可以直接用下标访问。这是因为编译器把它当作一个数组，只不过存在只读区。

但要注意：

char *p = "hello";
p[0] = 'H';  // 错误！字符串常量不可修改

为什么？因为 "hello" 在只读区，你试图写它，操作系统会给你一个段错误。我刚开始学C时，就犯过这个错——想当然地以为字符串常量可以改，结果程序崩了。

5.5 知识体系图

下面这张图，把本章的核心逻辑串起来了。你可以对照着看，理解字符串、指针、存储区之间的关系。

这张图把本章的四个核心主题串在了一起。你从左上角开始看：字符串存在哪里？决定了你能不能改。字符指针和字符数组，本质区别是什么？处理函数怎么用指针实现？最后，字符串常量为什么不能改？把这些搞明白，指针与字符串这块就算通了。

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