在C语言中，字符串是必须以空字符\0结尾的特殊字符数组，而普通字符数组不一定包含\0；字符串字面量（如"Hello"）存储在只读区不可修改，但字符数组（如char arr[] = "Hello"）在栈上可修改；使用时必须确保字符串以\0结尾，否则标准库函数（如strlen）会因未定义行为导致错误。

在C语言中，字符数组和字符串经常被混淆，但它们有重要区别。

基本定义

  • 字符数组：是一个固定大小的数组，元素类型是char。可以存储字符序列，但不一定以'\0'结尾。

    char arr[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; // 不是字符串（无'\0'）

  • 字符串：在C中，字符串是以'\0'（空字符）结尾的字符数组。通常用双引号" "定义，编译器会自动添加'\0'。

    char str[] = "Hello"; // 等价于 {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}

关键区别

特性字符数组字符串
结尾标志不一定以'\0'结尾必须以'\0'结尾
内存大小仅存储字符，大小等于元素个数大小 = 字符个数 + 1（用于'\0'）
可变性可修改（栈/堆分配）字符串字面量不可修改（常量区）
初始化方式逐个字符初始化用字符串常量初始化（自动添加'\0'）
存储位置栈/堆栈/堆/常量区（字符串字面量）

重要示例

// 字符数组（不是字符串，没有'\0'）
char arr1[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

// 字符串（有'\0'结尾）
char arr2[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
char str1[] = "Hello"; // 自动添加'\0'

// 字符串字面量（常量区，不可修改）
char *str2 = "Hello";
// str2[0] = 'h'; // 错误！运行时崩溃

常见问题

  1. 缺少\0导致问题：

    char arr[3] = {'a', 'b', 'c'};
printf("%s", arr); // 错误！没有'\0'，可能打印乱码

  2. 字符串字面量不可修改：

    char *s = "abc";
s[0] = 'x'; // 非法！运行时错误

  3. 缓冲区溢出：

    char arr[5] = "Hello"; // 错误！需要6字节（包括'\0'）

字符串长度

  • sizeof(arr)：包括\0，所以结果比实际字符数多1
  • strlen(arr)：不包括\0，直到遇到\0停止
char str[] = "Hello";
printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str)); // 输出6
printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));  // 输出5

正确使用方法

  1. 如果需要修改字符串：

    char str[] = "Hello"; // 栈分配，可修改
str[0] = 'H'; // 合法

  2. 如果需要只读字符串：

    const char *s = "Hello"; // 指向字符串字面量，只读

  3. 处理字符串时必须确保有\0：

    char arr[10];
for(int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = 'a' + i;
}
arr[5] = '\0'; // 必须添加结束符

总结

  • C语言中没有专门的字符串类型，字符串是通过字符数组实现的。
  • 字符串是字符数组的特殊形式：字符数组末尾添加'\0'。
  • 字符串字面量（如"Hello"）是存储在常量区的只读数据。
  • 字符数组（如char arr[] = "Hello"）在栈上，可修改。
  • 始终确保字符串以\0结尾，否则标准库函数（如strlen, printf）会出错。

记住：字符串 = 字符数组 + '\0'。这是理解C语言字符串处理的关键。