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清風竹林

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     ----- Do more,suffer less

Solmyr 的小品文系列之一:字符串放在哪里?

畫外音:今天是個大晴天,溫暖的陽光透過窗子照進了這間寬敞的辦公室,辦公室里三三兩兩的人們正在各自的計算機前努力工作,一切都顯得那么的安靜、祥和、有條不紊 ……

啊~!救命啊!Solmyr 你又用文件夾砸我!”

愚蠢者是應該受到懲罰的。”

畫外音: …… 呃,好吧,我得承認有點小小的例外。這里是一家軟件公司,發出慘叫的這位是 zero ,新進的大學生;這邊一臉優雅,看上去很有修養一點也不象剛剛砸過人的這位,是 Solmyr ,資深程序員,負責 zero 這一批新人的培訓。啊,故事開始了 ……

我干了什么啦?”zero 揉著鼻子問道,“這次你拿來砸我的文件夾又大了一號!”

你過來自己看看你犯下的錯誤。”Solmyr 翻出了 zero 剛剛交上來的一段代碼:

……
char* msg = “Connectting ... Please wait“
……
if( Status == S_CONNECTED )
strcpy(msg, “Connectted“);
……

我犯了什么錯誤啦?這是一個很平凡的字符串聲明而已”,zero 不滿的說到。

你看不出來嗎?connect 這個單詞的進行時和過去時你都拼錯了,多打了一個 t”Solmyr 不緊不慢地回答。

就為了這個你又用文件夾砸我 …… 啊!這次又是光盤盒!”

這是商用軟件,你以為是在 QQ 上和 PPMM 聊天,有錯別字不要緊啊?更糟糕的是,我故意留了這么長的時間給你,到現在你還沒發現你真正的錯誤在什么地方。你可真不是一般的菜啊~”,Solmyr 故意拖了個長音,滿意的看到 zero 處于爆發的邊緣,“好吧,讓我們從基礎開始,C 語言中是怎樣處理字符串的?”

這個我知道”,zero 顯得很有自信,“C/C++ 語言中,字符串是一段連續的字符型內存單元,每個單元存放一個字符,并用\0 作為結尾的標記。”

那么使用指針之前,我們應當 ……”

我們應當保證這個指針指向合法的內存,要么指向一塊已經存在的內存,要么為它動態分配一塊。”,zero 開始露出得意的笑容 —— 這種程度的問題,哈!

好!那么你的代碼中 msg 這個指針指向哪里?”

笑容凝固了。

這個 …… 呃 …… 我想 …… 它應該指向一塊合法內存,因為以前我這么做的時候,它能工作 ……”,zero 期期艾艾的說。

合法內存?這塊內存是誰分配的?它有多大?生存周期多長?有哪些特殊的性質?”

“……”

唉!”,Solmyr 重重的嘆了口氣,“我就知道會這樣。好吧,讓我們先從簡單的開始。”。Solmyr 飛快的鍵入了如下代碼:

char msg[] = “Hello“;

char* pmsg = (char*)malloc( sizeof(“Hello“) );
strcpy(pmsg, “Hello“);

上面這些代碼你應該都很清楚了:msg 是一個字符數組,C 語言保證會為它分配一段連續的內存,并將其初始化為 “Hello“ pmsg 是一個字符指針,我們調用了 malloc 函數為它動態分配了一塊內存,并用 strcpy 函數填充其值為 “Hello“ 。這兩種做法的共通點是:首先用正常手段獲得一段內存,然后填充值。接著再來看這個:”

char* msg = “Hello“;

這一句代表什么意思?首先 msg 是個指針,C/C++ 語言不負責為它分配一塊內存;其次我們也沒有顯式的為它分配一塊內存。它指向哪里?指向 “Hello“ ,就是你直接寫在代碼里的那一個。”

什么叫做‘直接寫在代碼里的那一個’?”,zero 露出了困惑的表情

舉個例子你就明白了:”,Solmyr 再鍵入:

double db = 1.5;

這 一行里面,1.5 是個什么東西?它是一個 double 類型常量,C/C++ 語言要處理它們,也要分配內存來存放這些東西。同理,當你在代碼里寫了 “Hello“ ,實際上 C/C++ 語言就分配了一塊內存存放這個字符串,當你寫 char* msg = “Hello“ 的時候,你就是把這樣一塊內存的地址賦給了指針 msg 。所以 msg 確實指向一塊合法內存,這是有時候這段代碼能夠工作的原因。但是這樣做,其中蘊涵了許多問題,我來問你,指向這塊內存的指針應該是什么類型?”

當然是 char*”zero 不加思索的回答。

錯!應該是 const char* 。想當然耳,寫在程序中的字符串你不希望它發生變化,所以很明顯的,這塊內存應該被解釋為常量。但是你在聲明 msg 的時候做了什么?”

呃 …… 我用了一個非常量的指針去指向了一個常量字符串。”,這一次,zero 明顯的審慎多了。

正確。看你原來的代碼,你不僅用一個非常量指針指向它,而且還對這個指針執行了 strcpy ,往里寫了內容。在我們的編譯器上,這么做會引發什么后果?”

呃 …… 引發一個運行時錯誤?”

部分正確。準確的講,只有在工程編譯選項為調試版本的時候,如果工程編譯選項為發布版本,一切都很正常 —— 奇怪嗎?并不,記住這一點:C/C++ 允許你打破任何保護。所以如果這兩行代碼在調試的時候沒有被發現而溜進了發布版本里”,說到這,Solmyr 狠狠的瞪了 zero 一眼,“將會是很難發現的。”

可是說來說去這么做還是沒有什么危害不是嗎?msg 指向一塊合法內存,內容正確,而且也并不是真的不能寫入,有什么好擔心的呢?”,zero 抱怨道。

Solmyr
順手抓起杯子,zero 反射性的立刻縮頭護臉。“別擔心,我只是喝水而已。”,Solmyr 面無表情 —— 如果忽略他嘴角那一絲壞笑的話 —— 的說到,“沒有危害是嗎?看看下面的代碼:”

char* str1 = “Hello“;
char* str2 = “Hello“;
*str1 = ‘P‘;
cout << str2 << endl;

猜猜運行結果是什么?”,Solmyr 一邊調整工程設置,一邊問道。

這還用問嗎?當然是輸出 Hello 了。”

回答錯誤,正確答案是 ……”,Solmyr 按下了運行按鈕,屏幕顯示的居然是 Pello !。

zero
大為詫異,撓著頭試圖找出其中的邏輯,突然間靈光一閃:“我明白了!str1 str2 實際指向同一段內存!因為 C/C++ 語言在處理 Hello 字符串的時候把它當作常量,所以就做了優化,只保存了一份 Hello !是不是這樣!”zero 興奮的轉向 Solmyr

嗯, 看起來有時候你也不是那么菜么”,Solmyr 贊許的點頭,“不過你還是說錯了一點:這個不是 C/C++ 語言的做法,是這個編譯器的做法。簡單的說,你如果要對這種字符串寫的話,其結果如何,是沒有定義的。所謂沒有定義,就是 C/C++ 語言不保證會得到怎樣的結果,可能這樣也可能樣,完全決定于你的編譯器作者怎么想。想想看吧,哪天你的程序出現了古怪的問題 —— 比如顯示信息出現了混亂 —— 起因卻是你在無關的地方寫了一個字符串,會怎樣?這是維護時最大的惡夢之一。現在你明白危害在哪里了?”

zero
有如大夢初醒一般忙不迭地點頭:“我知道了,我知道了。”

知道了還不快去改!”

……

zero
跑回坐位修改他的程序去了,辦公室里再度恢復了寧靜,所有的人都埋頭于他們的工作之中。只有 Solmyr 一邊喝著咖啡一邊揉著太陽穴,喃喃地吐出不祥的詞句:“這樣的日子才剛剛開始啊 ……”

posted on 2009-08-19 10:24 李現民 閱讀(563) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 絕對盜版

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