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C++ 字符串、string、char *、char[]、const char*的转换和区别

分类: IT文章 • 2022-08-26 15:09:15

1.字符串

字符串本质就是一串字符，在C++中大家想到字符串往往第一反应是std::string(后面简称string)

字符串得从C语言说起，string其实是个类，C语言是没有class的，所以C语言的字符串其实就是字符数组，也就是char [ ] ,例如：
char  str[10];   //定义了一个有十个元素的数组，元素类型为字符char
char  str[10] = {"hello"};  //"h e l l o "五个字符赋给str数组, 然后用‘ ’填满数组剩余元素

为什么要加上' '？，‘ ’代表空格符，在字符串结尾加上‘ ’，代表字符串已经结束，读到 的时候会停下来，不然会沿着内存地址一直读下去，读到什么乱七八糟的东西就不知道了，比如会读到类似 “烫烫烫烫”的东西。。。

那我如果让数组元素全部为其他字符，不放 会怎么样呢？ 可以这样，如下：

char  str[4] = {"abcd"};   //会报错
编译器会报错，不能把“const char[5]” 类型的值不能用于初始化“char [4]”类型的实体

这里可以看到，编译器是把"abcd"作为“abcd ”来处理的，有五个字符

那如果就只要装四个字符呢，可以这样，如下：

char  str1[4] = { ‘a’ ,'b', 'c', 'd' };          //这样就没' '了，可是这样的话，使用str1来表示字符串也失去了意义
输出str1，std::cout << str1 << std::endl; 会变成这样：
C++ 字符串、string、char *、char[]、const char*的转换和区别

为什么cout << str1 读取 str1 就能读取到 abcd呢？
这是因为C中规定数组名 就代表数组所在内存位置的首地址，也是 str1[0]的地址，即str = &str[0];
可以理解成读取str1 的时候其实是在访问 abcd中 a的地址。。

C语言中操作字符串是通过它在内存中的存储单元的首地址进行的，这是字符串的本质

string、char*、char[]、const char *
看一下这四个分别是什么类型：

int main()
{
	char *p;
	auto s = "111";   //可以看到 "aaa"这样的类型 其实代表 const char *
	std::string str = "222";
	char a[] = "hello";
	
	std::cout << typeid(p).name()<<  std::endl;
	std::cout << typeid(s).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(str).name() << std::endl;
	std::cout << typeid(a).name() << std::endl;
	return 0;
}

输出如下：

C++ 字符串、string、char *、char[]、const char*的转换和区别

1.char *     //字符指针，指向字符的指针

2."aaa"这样的类型    其实代表 const char *，字符串常量

3.string  是std::basic_string模板类的实例化，是一个类...，string str="aaa"; 其实是 const char *转class ，string重载了=号，把“aaa”封装成std::string

4.char  a[8];  // a的类型是 char [8]，如果是char  a[6]; 则a的类型就是char [6]   既长度为N的字符数组

string、char*、char[]、const char *相互转换

如下表：

C++ 字符串、string、char *、char[]、const char*的转换和区别

转化规律总结下:

1.转化成char[]，可以用strcpy_s ，或者遍历字符串的方式
string            转char[] :    strncpy_s(a, string.c_str(), N);  也可以用上图的遍历string
const char *  转char[] :    strcpy_s(a, const char *);          也可以用上图的strncpy_s
char *            转char[] :   strcpy_s(a,  char *);                   也可以用上图的strncpy_s

2.char[]变成别的，直接赋值

3.转化为std::string 最简单，可以直接=, 因为string太强大了，把=号重载了很多遍

4.const char *转化到 char * 使用const_cast<char *>

5.string转化为char *　用c_str()

for循环中的陷阱：

char** ppInsId=new char*[50]; 首先解释下这一句：

char*[50] ，因为[]的优先级高，所以是一个数组，数组元素为指针
new char*[50]  意为开辟一块内存，存放50个char*指针的内存空间 ，大小为sizeof(char*)*50 =200 个字节
而char** ppInsId 是二级指针，因为右边是数组，而数组的元素为char型指针，所以指向指针的指针，既为2级指针，char** ppInsId就代表指向内存首地址，也就是一个char*指针的  指针
对ppInsId 可以用下标访问代表数组第几个元素，也就是第几个char *指针

#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>

std::vector<string> vstr;

void makeData(std::vector<string> _vect)
{
   char** ppInsId=new char*[50];      //定义了一个二级指针
   for(int i=0;i<_vect.size();i++)
   {
      std::string str=_vect[i];
      char *s =const_cast<char*>(str.c_str());
      ppInsId[i]=s;  
   }
   std::cout<<ppInsId[0]<<std::endl;     //出了循环，ppInsId[0]和ppInsId[1]都变成了""空
   std::cout<<ppInsId[1]<<std::endl;
}

int main()
{
    vstr.push_back("aaaa");
    vstr.push_back("bbbb");
    makeData(vstr);
    return 0;
}

 这个例子里，输出ppInsId[0] 预想是aaaa,  ppInsId[1]预想是 bbbb，实际上却都是“ ” 空
按理说，每个for{}里面都新定义了s,两个s应该不一样才对，确实在C#,java中是一样的
原因是char *s 是在for{ }里定义的，第一次循环时ppInsId[0] 被赋值为aaaa，一旦第一次循环结束，就s这个变量和s指向的内存立马被释放掉了，ppInsId[0] 为空，然后第二次循环又定义了一个新的s，可是这个s的地址又指向了那个地址，也就是两个s指向的地址是一样，然后ppInsId[1]都变成了bbbb,因为ppInsId[0]和ppInsId[1]指向的地址一样 ，s是有两个，但是两个for把s的地址刚好是一样的，然后第二次循环结束，s被释放ppInsId[0]和ppInsId[1]都变成了空。。。

这里有个插曲：相同的代码在vs2017和coldblocks的编译出来的结果不一样
vs中出了for循环后，ppInsId[0] ，[1]都为空了，已经被释放，和我预想的一样，不知为何codeblocks 还能输出两个bbbb
应该是编译器不一样导致的：
vs2017的c++编译器是:cl.exe,是控制Microsoft C 和C++ 编译器以及链接器的工具。cl.exe 只能在支持Microsoft Visual Studio 的操作系统中运行
而codeblock是不安装编译器的，需要自己配置，我配置的是Mingou的gdb.exe

那么怎么改呢。。

  char *s =const_cast<char*>(str.c_str());
  ppInsId[i]=s;

改为：

char a[10];
strncpy_s(a, str.c_str(), strlen(str.c_str()));
ppInsId[i] = a;

通过数组的方式，在用strcopy 把值拷贝进去

但是改成char a[10]后也有问题，输出的是两个bbbb,原因跟上面char *s  一样，第一次循环结束后释放了a，然后第二次进来又把a指到了之前的地址，因为ppInsId[0]的地址还是那个，所以两个都变成了bbbb
 

所以继续改，改成在外面定义一个二维数组：

char** ppInsId = new char*[50];   
char a[50][10];
for (int i = 0; i < _vect.size(); i++)
{
        std::string str = _vect[i];
        strncpy_s(a[i], str.c_str(), strlen(str.c_str()));
        ppInsId[i] = a[i];
}
std::cout << ppInsId[0] << std::endl;    
std::cout << ppInsId[1] << std::endl;

这样既可，完成预想中的p[0]为aaaa,p[1]为bbbb

总结：

 

 1.一定要使用strcpy()函数等来操作方法c_str()返回的指针

最好不要这样:

char* c;
string s="1234";
c = s.c_str(); //c最后指向的内容是垃圾，因为s对象被析构，其内容被处理

//应该这样用：

char c[20];

string s="1234";

strcpy(c,s.c_str()); //这样才不会出错，c_str()返回的是一个临时指针，不能对其进行操作

2.在循环内部或者一块作用域内，定义变量要注意被释放的情况
最好放到循环外定义

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