为什么我们不能将新字符串赋值给字符数组，但可以赋值给指针？

Question

我试图将一个字符串重新赋值给预初始化的数组a[]，但是我只得到了一个错误。

main()
{
    char a[] = "Sunstroke";
    char *b = "Coldwave";

    a = "Coldwave";
    b = "Sunstroke";
    printf("\n %s %s",a,b);
}

[错误]: 将类型为'char *'的值分配给类型为'char [10]'的变量时，类型不兼容。我尝试过搜索但未找到原因。我也尝试通过重新声明来重新分配它，例如：

char a[] = "Sunstroke";

但它没有起作用...

但是对于指针，像上面的程序那样是可行的。

- r_goyal

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为什么我们能吃苹果，却不能爱情？为什么我们可以在水中游泳，却不能在熔化的硼中游泳？因为它们是不同的东西……指针可以被赋值，而数组则不能。 - Kerrek SB

因为数组名称无法修改。再次强调，数组与指针不同。 - Yu Hao

我想反过来问为什么你想这样做——你希望引发什么行为，与 char *b = "Coldwave"; 获得的行为不同？ - Brian Cain

使用 std::string，你的问题就迎刃而解了。 - chris

你是在问C还是C++？在这两种语言中，数组和指针可能具有相同的行为，但操作字符串的习惯用法却非常不同。 - Mike Seymour

Answer 1

为了理解这里发生的事情，有两个语言规则很重要：

• 数组不可赋值。
• 数组可以转换为指向其第一个元素的指针。

此外，理解像"中暑"一样的字符串字面量也很重要。它是一个静态的常量字符数组，大于等于一个带终止符的字符串所需的所有字符。因此，在这种情况下，它是一个包含九个字符和一个以零值结尾的终止符的const char [10]数组。由于是静态的，该数组在程序的生命周期内存储在内存中。

char a[] = "Sunstroke";

这创建了一个本地数组，并通过从字符串文字中复制字符来初始化它。

char *b = "Coldwave";

这将创建一个指针，并将其初始化为指向字面量本身。请注意，这是危险的：字面量是const的，但指针不是，因此您可以编写试图修改字面量的代码，从而导致未定义的行为。这种转换已被弃用（在C++中肯定如此，我不确定C），因此编译器应该会给出警告。你已经启用了所有可用的编译器警告，对吗？

a = "Coldwave";

这里尝试重新分配数组，但失败了，因为数组不能被赋值。它们之所以不能被赋值，并没有特别好的理由；这只是语言演变的方式。

b = "Sunstroke";

这会重新分配指针以指向不同的文字。这没问题（除了上面提到的缺少const）。

如果您需要操作字符串，则：

• 在 C 中，您需要仔细创建足够大的数组，并使用 <string.h> 库函数（或自己编写的代码）来操作这些数组中的字符；
• 在 C++ 中，使用 std::string 类来为您处理内存管理、赋值等。

- Mike Seymour

Answer 2

类似"Coldwave"这样的硬编码字符串实际上是char[]（字符数组）类型。但是修改它们是未定义行为（参考C99:6.4.5.6）。但是请注意，下面的b仍然是一个char*（字符指针）：

char *b = "Coldwave";

给定了一个char[]。这是可以的。但是它与这个不同：

char a[] = "Coldwave";

这是 char[] 的一个 初始化 。变量只能在声明时进行一次初始化，而初始化是唯一能够通过赋值来填充数组或其他复合类型（例如结构体）的情况。但是你不能这样做：

char c[] = a;

因为在赋值语句的右侧使用时，数组变量充当指向其所表示数组的指针，这就是为什么char *b = a有效的原因。

因此，您无法对上述变量执行此操作的原因如下：

a = b;
// or
a = "Sunstroke";

这是因为将一个char*赋值给char[]是不可行的，你只能反其道而行之。

- CodeClown42

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我只是想问一下为什么代码 a = "coldwave"; 会出错... 如果我故意重新声明它，比如 char a[] = "coldwave";，那么它又会报错说变量已经被重新声明了。 - r_goyal

因为第一个是“赋值语句”，而你不能将任何东西赋值给一个数组——你只能把东西复制到里面。除非在声明数组时，这个例外是“初始化”。你只能在声明变量时初始化一次。在C中，你不能重新声明标识符。一旦a在特定作用域内存在，即使它是相同类型的，你也不能声明另一个a。 - CodeClown42

硬编码的字符串字面值，例如"Coldwave"被视为const char*类型，实际上它是char数组类型。 - newacct

补充@newacct的观点，需要注意的是，根据上下文，数组会退化为“类型的指针”，它们在这些情况下并不是“左值”。仅仅说数组与指针不同可能会让人感到困惑，因为在许多情况下，它们将明显表现得像指针，例如作为函数参数传递等。 - Shafik Yaghmour

Answer 3

在C语言中，如果我们查看c99 draft standard第6.5.16节“赋值运算符”第2段，其中写道：赋值运算符应该有一个可修改的左值作为其左操作数。另外，在第6.3.2.1节“Lvalues, arrays, and function designators”第1段中写道：可修改的左值是指不具有数组类型的左值[...]。因此，由于数组不是可修改的左值，所以不能对它们进行赋值操作。至于初始化，第6.7.8节“Initialization”第14段中写道：字符类型的数组可以通过字符字符串字面量来初始化[...]。

在C++草案标准中，相关章节为4.2 数组转指针转换 第1段，它说：

类型为“N个T的数组”或“未知边界的T的数组”的左值或右值可以转换为类型为“指向T的指针”的纯右值。结果是数组的第一个元素的指针。

prvalue是纯右值，根据第5.17段 赋值和复合赋值运算符的第1段所述：

[...]所有都需要可修改的左值作为其左操作数[...]

- Shafik Yaghmour

Answer 4

让我简化这个程序：

char a[] = "Sunstroke";
char *b = a;

假设a的地址为100，在内存中，它看起来像这样（仅说明指针的大小和字节序可能有所不同）：

[S] [u] [n] [s] [t] [r] [o] [k] [e] [\0]         ...       [0] [0] [0] [100]
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109                           200
 ^                                                                 ^
 |                                                                 |
 a                                                                 b

只要数组的生命周期存在，a 将始终在同一位置，您无法修改它。

另一方面，b 是一个包含数组地址的指针，您可以修改 b 的值以指向其他位置。

- Yu Hao