C語言中char * 和 char []的區別

問題引入：

在實習過程中發現了一個以前一直預設的錯誤，同樣char *c = "abc"和char c[]="abc",前者改變其內容程式是會崩潰的，而後者完全正確。

 

程式示範：

#include <iostream><br />using namespace std;<br />main()<br />{<br /> char *c1 = "abc";<br /> char c2[] = "abc";<br /> char *c3 = ( char* )malloc(3);<br /> c3 = "abc";<br /> printf("%d %d %s/n",&c1,c1,c1);<br /> printf("%d %d %s/n",&c2,c2,c2);<br /> printf("%d %d %s/n",&c3,c3,c3);<br /> getchar();<br />}  

 

參考資料：

首先要搞清楚編譯器佔用的記憶體的分區形式：

一、預備知識—程式的記憶體配置

一個由c/C++編譯的程式佔用的記憶體分為以下幾個部分

1、棧區（stack）—由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變數的值等。其操作方式類似於

資料結構中的棧。
2、堆區（heap）—一般由程式員分配釋放，若程式員不釋放，程式結束時可能由OS回收。注意它與資料

結構中的堆是兩回事，分配方式倒是類似於鏈表，呵呵。
3、全域區（靜態區）（static）—全域變數和靜態變數的儲存是放在一塊的，初始化的全域變數和靜態

變數在一塊地區，未初始化的全域變數和未初始化的靜態變數在相鄰的另一塊地區。程式結束後由系統

釋放。
4、文字常量區—常量字串就是放在這裡的。程式結束後由系統釋放。
5、程式碼區
這是一個前輩寫的，非常詳細

//main.cpp<br /> int a=0; //全域初始化區<br /> char *p1; //全域未初始化區<br /> main()<br /> {<br /> int b;棧<br /> char s[]="abc"; //棧<br /> char *p2; //棧<br /> char *p3="123456"; //123456/0在常量區，p3在棧上。<br /> static int c=0； //全域（靜態）初始化區<br /> p1 = (char*)malloc(10);<br /> p2 = (char*)malloc(20); //分配得來得10和20位元組的地區就在堆區。<br /> strcpy(p1,"123456"); //123456/0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所向"123456"最佳化成一個地方。<br />} 

 

二、堆和棧的理論知識

2.1申請方式
stack:
由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變數int b;系統自動在棧中為b開闢空間
heap:
需要程式員自己申請，並指明大小，在c中malloc函數
如p1=(char*)malloc(10);
在C++中用new運算子
如p2=(char*)malloc(10);
但是注意p1、p2本身是在棧中的。

 

2.2
申請後系統的響應
棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將為程式提供記憶體，否則將報異常提示棧溢出。
堆：首先應該知道作業系統有一個記錄空閑記憶體位址的鏈表，當系統收到程式的申請時，
會遍曆該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，然後將該結點從空閑結點鏈表中刪除，並將

該結點的空間分配給程式，另外，對於大多數系統，會在這塊記憶體空間中的首地址處記錄本次分配的大

小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本記憶體空間。另外，由於找到的堆結點的大小不一定正

好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分重新放入空閑鏈表中。

 

2.3申請大小的限制
棧：在Windows下,棧是向低地址擴充的資料結構，是一塊連續的記憶體的地區。這句話的意思是棧頂的地

址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也有的說是1M，總之是一個編譯

時就確定的常數），如果申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間

較小。
堆：堆是向高地址擴充的資料結構，是不連續的記憶體地區。這是由於系統是用鏈表來儲存的空閑記憶體地

址的，自然是不連續的，而鏈表的遍曆方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於電腦系統中有效

虛擬記憶體。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

 

2.4申請效率的比較：
棧:由系統自動分配，速度較快。但程式員是無法控制的。
堆:是由new分配的記憶體，一般速度比較慢，而且容易產生記憶體片段,不過用起來最方便.
另外，在WINDOWS下，最好的方式是用Virtual Alloc分配記憶體，他不是在堆，也不是在棧,而是直接在進

程的地址空間中保留一塊記憶體，雖然用起來最不方便。但是速度快，也最靈活。

 

2.5堆和棧中的儲存內容
棧：在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的

地址，然後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，然後是函數中的局部變

量。注意靜態變數是不入棧的。
當本次函數調用結束後，局部變數先出棧，然後是參數，最後棧頂指標指向最開始存的地址，也就是主

函數中的下一條指令，程式由該點繼續運行。
堆：一般是在堆的頭部用一個位元組存放堆的大小。堆中的具體內容由程式員安排。

 

2.6存取效率的比較

char s1[]="aaaaaaaaaaaaaaa";<br />char *s2="bbbbbbbbbbbbbbbbb"; 

aaaaaaaaaaa是在運行時刻賦值的；
而bbbbbbbbbbb是在編譯時間就確定的；
但是，在以後的存取中，在棧上的數組比指標所指向的字串(例如堆)快。
比如：

#include<br />voidmain()<br />{<br />char a=1;<br />char c[]="1234567890";<br />char *p="1234567890";<br />a = c[1];<br />a = p[1];<br />return;<br />} 

 

對應的彙編代碼
10:a=c[1];
004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]
0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl
11:a=p[1];
0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]
004010708A4201moval,byteptr[edx+1]
004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al
第一種在讀取時直接就把字串中的元素讀到寄存器cl中，而第二種則要先把指標值讀到edx中，在根據

edx讀取字元，顯然慢了。

 

2.7小結：
堆和棧的區別可以用如下的比喻來看出：
使用棧就象我們去飯館裡吃飯，只管點菜（發出申請）、付錢、和吃（使用），吃飽了就走，不必理會

切菜、洗菜等準備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。
使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

 

 

自我總結：
char *c1 = "abc";實際上先是在文字常量區分配了一塊記憶體放"abc",然後在棧上分配一地址給c1並指向

這塊地址，然後改變常量"abc"自然會崩潰

然而char c2[] = "abc",實際上abc分配記憶體的地方和上者並不一樣，可以從
4199056
2293624 看出，完全是兩塊地方，推斷4199056處於常量區，而2293624處於棧區

2293628
2293624
2293620 這段輸出看出三個指標分配的地區為棧區，而且是從高地址到低地址

2293620 4199056 abc 看出編譯器將c3最佳化指向常量區的"abc"

繼續思考：

#include <iostream><br />using namespace std;<br />main()<br />{<br /> char *c1 = "abc";<br /> char c2[] = "abc";<br /> char *c3 = ( char* )malloc(3);<br /> // *c3 = "abc" //error<br /> strcpy(c3,"abc");<br /> c3[0] = 'g';<br /> printf("%d %d %s/n",&c1,c1,c1);<br /> printf("%d %d %s/n",&c2,c2,c2);<br /> printf("%d %d %s/n",&c3,c3,c3);<br /> getchar();<br />}<br />//輸出：<br />//2293628 4199056 abc<br />//2293624 2293624 abc<br />//2293620 4012976 gbc 

寫成注釋那樣，後面改動就會崩潰
可見strcpy(c3,"abc");abc是另一塊地方分配的，而且可以改變，和上面的參考文檔說法有些不一定，