C++ char數組null終結符位置

Question

我是學習C++的學生，我想了解null終止字符數組是如何工作的。假設我定義一個字符數組像這樣：

char* str1 = "hello world"; 

正如預期的那樣，strlen(str1)等於11，它是空終止。

如果上述字符數組中的所有11個元素都填充了字符「hello world」，C++將null終止符放在哪裏？它實際上是分配一個長度爲12而不是11的數組，第12個字符是'\0'？ CPlusPlus.com似乎表明，11的人會需要是'\0'，除非它確實是分配12

想我做到以下幾點：

// Create a new char array 
char* str2 = (char*) malloc(strlen(str1)); 

// Copy the first one to the second one 
strncpy(str2, str1, strlen(str1)); 

// Output the second one 
cout << "Str2: " << str2 << endl; 

此輸出Str2: hello worldatcomY╗°g♠↕，我以爲是C++閱讀內存在指針char* str2指向的位置，直到它遇到它認爲是空字符的內容。

但是，如果我再這樣做：

// Null-terminate the second one 
str2[strlen(str1)] = '\0'; 

// Output the second one again 
cout << "Terminated Str2: " << str2 << endl; 

它輸出Terminated Str2: hello world預期。

但不寫str2[11]意味着我們正在寫的str2分配的內存空間之外，因爲str2[11]是第12個字節，但我們只分配11個字節？

運行此代碼似乎不會導致任何編譯器警告或運行時錯誤。這在實踐中是否安全？使用malloc(strlen(str1) + 1)而不是malloc(strlen(str1))會更好嗎？

Answer 1

對於字符串文字，編譯器實際上爲\0元素預留了額外的char元素。

// Create a new char array 
char* str2 = (char*) malloc(strlen(str1)); 

這是新C程序員犯的一個常見錯誤。當爲char*分配存儲空間時，您需要分配字符數+ 1個以存儲\0。這裏不分配額外的存儲裝置，這條線也是違法的你實際上是寫過去，你分配的內存結束

// Null-terminate the second one 
str2[strlen(str1)] = '\0'; 

這裏。分配X元素時，您可以訪問的最後一個合法字節是內存地址偏移量X - 1。寫入X元素會導致未定義的行爲。它通常會起作用，但卻是一顆定時炸彈。

寫正確的方法是如下

size_t size = strlen(str1) + sizeof(char); 
char* str2 = (char*) malloc(size); 
strncpy(str2, str1, size); 

// Output the second one 
cout << "Str2: " << str2 << endl; 

在這個例子中實際上沒有必要的str2[size - 1] = '\0'。函數strncpy將用空終止符填充所有額外的空格。這裏僅存在size - 1在str1元件，從而在陣列中的最後一個元素是不需要的，並且將被填充\0

Answer 2

它實際上是分配一個長度爲12而不是11的數組，第12個字符是'\ 0'嗎？

是的。

但不寫str2[11]意味着我們正在寫的str2分配的內存空間之外，因爲str2[11]是第12個字節，但我們只分配11個字節？

是的。

使用malloc(strlen(str1) + 1)而不是malloc(strlen(str1))會更好嗎？

是的，因爲第二種形式不足以將字符串複製到。

運行此代碼似乎不會導致任何編譯器警告或運行時錯誤。

在最簡單的情況下檢測這一點是一個非常困難的問題。所以編譯器作者根本就不打擾。

---

這類複雜的就是爲什麼你應該使用std::string，而不是純粹的C風格的字符串，如果你正在寫C++。它是如此簡單：

std::string str1 = "hello world"; 
std::string str2 = str1; 

Answer 3

字面"hello world"是char陣列看起來像：

{ 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0' } 

所以，是的，字面是12個char S IN的大小。

此外，由於strlen返回字符串的長度，不包括NUL終止符，因此malloc(strlen(str1))正在爲少於1個字節的字節分配內存。寫入str[strlen(str1)]正在寫入超出您分配的內存量的1個字節。

你的編譯器不會告訴你，但如果你通過的valgrind或類似的程序您的系統上運行您的程序，它會告訴你，如果你所訪問的內存，你不應該。

Answer 4

對於一個標準的C字符串被存儲串數組的長度總是一個字符長，則長度字符串中的字符。因此，您的"hello world"字符串的字符串長度爲11，但需要一個包含12個條目的支持數組。

原因是這些字符串被讀取的方式。處理這些字符串的函數基本上逐個讀取字符串的字符，直到找到終止字符'\0'並在此處停止。如果這個字符缺少這些功能，只要繼續讀取內存，直到它們碰到一個受保護的內存區域，這個內存區域會導致主機操作系統終止應用程序，或者直到他們找到終止字符。

此外，如果您初始化長度爲11的字符數組並將其寫入字符串"hello world"將產生大量問題。因爲陣列預計至少保留12個字符。這意味着內存中數組後面的字節被覆蓋。導致不可預知的副作用。

此外，當您使用C++時，您可能需要查看std:string。如果您使用C++並且提供更好的字符串處理，則可以訪問此類。這可能值得研究。

Answer 5

我想你很困惑strlen的返回值。它返回字符串的長度，它不應該與包含該字符串的數組的大小相混淆。考慮這個例子：

char* str = "Hello\0 world"; 

我在字符串的中間添加了一個空字符，這是完全有效的。這裏數組的長度爲13（12個字符+最終的空字符），但strlen(str)將返回5，因爲在第一個空字符之前有5個字符。 strlen只是計算字符，直到找到空字符。

所以，如果我用你的代碼：

char* str1 = "Hello\0 world"; 
char* str2 = (char*) malloc(strlen(str1)); // strlen(str1) will return 5 
strncpy(str2, str1, strlen(str1)); 
cout << "Str2: " << str2 << endl; 

的str2的數組將有長度爲5，並且不會被空字符終止（因爲strlen不計的話）。這是你的預期嗎？

Answer 6

我想你需要知道的是，char數組從0開始，直到數組長度爲1，並且在位置數組長度上有終止符（'\ 0'）。
你的情況：

str1[0] == 'h'; 
str1[10] == 'd'; 
str1[11] == '\0'; 

這就是爲什麼是正確STR2 [strlen的（STR1）] = '\ 0';
strncpy之後的輸出問題是因爲它複製了11個元素（0..10），因此您需要手動輸入終結符（str2 [11] ='\ 0'）。