C++字符串存储原理与数组详解

"字符串的存储-vc程序基础3" 在编程中，字符串是常见的数据类型，它们由一系列有序的字符组成。在C++中，字符串实际上是以字符数组的形式存在的。理解字符串的存储方式对于编写有效且高效的代码至关重要。 首先，字符串是由字符数组表示的。这意味着，如果你有一个字符串"Hello,world"，你可以创建一个足够大的字符数组来存储这些字符。在这个例子中，数组的长度至少应该是12，因为字符串中有11个字符（'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ',', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd'）加上一个用来标识字符串结束的特殊字符——空字符'\0'。空字符在C++中用于标记字符串的结尾，它不计入字符串的实际长度，所以尽管我们看到的字符有11个，但是加上'\0'后，数组需要12个位置。 字符串所需的存储空间比实际的字符串长度大1，就是为了容纳这个终止符'\0'。例如，如果定义了一个长度为12的字符数组，如`char str[12]`，就可以存放"Hello,world"及其结束符。数组的最后一个位置会被设置为'\0'，以告诉程序字符串在这里结束。 接下来，我们来谈谈一维数组，这是存储字符串的基础。一维数组是保存同类型数据的一组有序元素。在上面的例子中，如果主人想要记录10只羊的体重，可以使用一个double类型的数组来实现。然而，使用单独的变量（如`double sheep1, sheep2, ..., sheep10`）会存在一些问题，比如需要为每只羊定义一个变量，程序结构只能是顺序的，且如果羊的数量增加，代码需要大量修改。 为了解决这些问题，引入了数组的概念。数组可以一次性定义多个相同类型的数据，例如`double sheep[10]`定义了一个包含10个double元素的数组。数组的定义包括数组名（如`sheep`）、元素类型（如`double`）和元素个数（如`10`）。数组的大小必须在定义时确定，并且通常使用常量，避免在运行时动态改变大小。 数组的初始化可以在定义时完成，例如`float x[5] = {-1.1, 0.2, 33.0, 4.4, 5.05}`。如果初始化列表的长度小于数组大小，未初始化的元素会被自动设为0。同时，可以省略数组大小，如`int a[] = {1, 2, 3, 4, 5}`，此时编译器会根据初始化列表的长度自动推断数组大小。 数组元素通过数组名和下标访问，如`sheep[2]`，数组的下标从0开始，因此`sheep[0]`对应第一只羊的体重。下标可以是整数、整型变量或任何结果为整型的表达式。数组在内存中是连续存储的，这意味着所有元素都按照它们在数组中的顺序依次放在内存的连续区域，这种特性使得通过索引访问元素变得简单高效。 当声明一个数组，例如`int intArray[5]`，系统会分配相应大小的内存空间，如每个整型数占用4个字节，5个元素的数组就会占用20个字节。对`intArray[3]`赋值3，系统会找到数组起始地址加上3乘以元素大小（即100 + 3 * 4 = 108）的位置并写入数值。如果这块内存的起始地址是100，那么数组在内存中的布局将会是： ``` 100 104 108 112 116 +----+----+----+----+ | 随机值 | 随机值 | 3 | 随机值 | +----+----+----+----+ ``` 在内存中，数组元素按序存储，通过计算数组名和下标的偏移量，我们可以方便地访问和修改数组中的每一个元素。理解这些基本概念对于理解和操作字符串以及数组至关重要，特别是在进行程序设计时。