C语言有字符串类型吗？

Question

最近我开始学习C语言编程，之前我学过Java和Python。现在，在我的书里我注意到如果要编写一个“Hello World”程序，语法应该是这样的：

char message[10]
strcpy(message, "Hello, world!")
printf("%s\n", message);

现在，这个例子使用了char数组，我想知道-字符串呢？为什么我不能简单地使用其中之一？也许有另一种方法来做到这一点？

- arielschon12

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C语言没有字符串。 - sashoalm

你需要一个长度为14的字符数组 message。 - acraig5075

你的strcpy会溢出你的char数组。顺便说一下，你需要一个长度为14（13个字符+空终止符）的char数组。 - wich

strncmp这个函数有两个问题，首先它是一个比较（cmp）函数而不是一个复制（cpy）函数；其次，你应该使用strlcpy，它可以确保使用空终止符。strncpy可能会给你一个没有以空字符结尾的字符串。 - wich

字符串被包含在标准库<string.h>中，甚至Java的String也是来自于标准库。请注意，String不是一种数据类型，而是Java中的一个类名。 - user2493476

Answer 1

C语言从未有过本地字符串类型。按照惯例，该语言使用以空字符（即'\0'）结尾的char数组。语言标准库中的函数和宏提供对以空字符结尾的字符数组的支持，例如strlen遍历char数组直到遇到'\0'字符，strcpy复制源字符串直到遇到'\0'字符。

在C中使用以空字符结尾的字符串反映了C只是比汇编语言稍微高级一点的事实。零终止字符串在那个时候已经直接在PDP-10和PDP-11的汇编语言中得到支持。

值得注意的是，C字符串的这个特性导致了许多严重的缓冲区溢出漏洞，包括一些严重的安全漏洞。例如，如果你忘记将传递给源参数的字符字符串以空字符结尾，那么 strcpy 函数将继续从源字符串末尾所在内存的连续字节中复制，直到它恰好遇到一个 0 字符，这可能会覆盖内存中目标字符串位置后面的任何有价值的信息。

在你的代码示例中，字符串字面量 "Hello, world!" 将被编译成一个 14 个字节长的 char 数组。前 13 个字节将包含字母、逗号、空格和感叹号，最后一个字节将包含由编译器自动添加的以空字符结尾的字符 '\0'。如果你要访问数组的最后一个元素，你会发现它等于 0。例如：

const char foo[] = "Hello, world!";
assert(foo[12] == '!');
assert(foo[13] == '\0');

然而，在你的例子中，message 只有 10 个字节长。 strcpy 将写入所有 14 个字节（包括空终止符）到从 message 的地址开始的内存中。前 10 个字节将被写入为 message 分配的堆栈内存中，剩余的四个字节将简单地写入堆栈的末尾。在这种情况下，写入这四个额外的字节到堆栈上的后果很难预测（在这个简单的例子中，可能不会有任何问题），但在实际代码中，它通常会导致数据损坏或内存访问违规错误。

- dgvid

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一个char数组如果没有'\0'字节，它就不是一个字符串。 - 12431234123412341234123

写入额外的4个字节会导致最初的10个字节损坏，还是会破坏堆栈上的其他内存位置（4个字节）？在什么情况下会抛出分段错误而不是内存损坏？ - ns15

Answer 2

To note it in the languages you mentioned:

Java:

String str = new String("Hello");

Python:

str = "Hello"

Java和Python都有“字符串”的概念，而C语言没有“字符串”的概念。C语言有字符数组，可以是“只读”或者可操作的。

C:

char * str = "Hello";  // the string "Hello\0" is pointed to by the character pointer
                       // str. This "string" can not be modified (read only)

或者

char str[] = "Hello";  // the characters: 'H''e''l''l''o''\0' have been copied to the 
                       // array str. You can change them via: str[x] = 't'

一个字符数组是一系列连续的字符，在结尾处有一个唯一的哨兵字符（通常是一个空字符 '\0'）。请注意，在上述情况下，哨兵字符会自动附加在末尾。

- Mike

Answer 3

在C语言中，没有string类型。必须使用char数组来代替。

另外，你的代码将无法正常工作，因为数组的大小应该足够容纳整个数组，再加上一个零终止字符。

- Ivaylo Strandjev

Answer 4

C语言中，字符串只是一个以空字符结尾的字符数组。因此，当你阅读C代码时，char*通常被发音为"字符串"。

- Peter

Answer 5

C语言不支持一流字符串类型。

C++有std::string。

- wich

Answer 6

C语言没有像Java那样拥有自己的字符串数据类型。

在C语言中，我们只能使用字符数组或者字符指针声明字符串数据类型。例如：

 char message[10]; 
 or 
 char *message;

但是您至少需要声明以下内容：

    char message[14]; 

将“Hello, world！”复制到消息变量中。

• 13：长度为“Hello, world！”
• 1：用于标识字符串结尾的'\0'空字符

- Babul Mirdha

Answer 7

首先，你不需要做那么多事情。特别是，strcpy 是多余的 - 你不需要复制一个字符串只为了 printf 它。你可以用那个字符串来定义你的 message。

其次，你没有为 "Hello, World!" 字符串留足够的空间（message 至少需要14个字符，允许额外的一个空字符）。

关于为什么这样做，这是历史原因。在汇编语言中，没有字符串，只有字节、字等。Pascal 有字符串，但由于此原因存在静态类型问题 - string[20] 是不同于 string[40] 的类型。即使在早期也有一些避免这个问题的语言，但这会导致更多的间接和动态分配开销，而那时效率问题更加突出。

C 选择避免这些开销并保持非常底层。字符串是字符数组。数组与指向它们的第一个项的指针非常相关。当数组类型“衰变”为指针类型时，缓冲区大小信息从静态类型中丢失，因此您不会遇到旧的 Pascal 字符串问题。

在C++中，有一个名为std::string的类，它避免了许多这些问题 - 并且具有动态分配开销，但现在我们通常不关心这个。无论如何，std::string是一个库类 - 其下面有C风格的字符数组处理。

- user180247