3.5.4  C风格字符串

尽管C++(www.cppentry.com)支持C风格字符串，但在C++(www.cppentry.com)程序中最好还是不要使用它们。这是因为C风格字符串不仅使用起来不太方便，而且极易引发程序漏洞，是诸多安全问题的根本原因。

字符串字面值是一种通用结构的实例，这种结构即是C++(www.cppentry.com)由C继承而来的C风格字符串（C-style character string）。C风格字符串不是一种类型，而是为了表达和使用字符串而形成的一种约定俗成的写法。按此习惯书写的字符串存放在字符数组中并以空字符结束（null terminated）。以空字符结束的意思是在字符串最后一个字符后面跟着一个空字符（'\0'）。一般利用指针来操作这些字符串。

C标准库String函数

表3.8列举了C语言标准库提供的一组函数，这些函数可用于操作C风格字符串，它们定义在cstring头文件中，cstring是C语言头文件string.h的C++(www.cppentry.com)版本。

表3.8：C风格字符串的函数

表3.8所列的函数不负责验证其字符串参数。

传入此类函数的指针必须指向以空字符作为结束的数组：

char ca[] = {'C', '+', '+'};    // 不以空字符结束  
cout << strlen(ca) << endl;         // 严重错误：ca没有以空字符结束 

此例中，ca虽然也是一个字符数组但它不是以空字符作为结束的，因此上述程序将产生未定义的结果。strlen函数将有可能沿着ca在内存中的位置不断向前寻找，直到遇到空字符才停下来。

比较字符串

比较两个C风格字符串的方法和之前学习过的比较标准库string对象的方法大相径庭。比较标准库string对象的时候，用的是普通的关系运算符和相等性运算符：
 

string s1 = "A string example";  
string s2 = "A different string";  
if (s1 < s2) // false：s2小于s1  

如果把这些运算符用在两个C风格字符串上，实际比较的将是指针而非字符串本身：

const char ca1[] = "A string example";  
    const char ca2[] = "A different string";  
    if (ca1 < ca2)  // 未定义的：试图比较两个无关地址  

谨记之前介绍过的，当使用数组的时候其实真正用的是指向数组首元素的指针（参见3.5.3节，第117页）。因此，上面的if条件实际上比较的是两个const char*的值。这两个指针指向的并非同一对象，所以将得到未定义的结果。

要想比较两个C风格字符串需要调用strcmp函数，此时比较的就不再是指针了。如果两个字符串相等，strcmp返回0；如果前面的字符串较大，返回正值；如果后面的字符串较大，返回负值：

if (strcmp(ca1, ca2) < 0) // 和两个string对象的比较 s1 < s2效果一样 

目标字符串的大小由调用者指定

连接或拷贝C风格字符串也与标准库string对象的同类操作差别很大。例如，要想把刚刚定义的那两个string对象s1和s2连接起来，可以直接写成下面的形式：
 

// 将largeStr初始化成s1、一个空格和s2的连接  
string largeStr = s1 + " " + s2; 

同样的操作如果放到ca1和ca2这两个数组身上就会产生错误了。表达式ca1 + ca2试图将两个指针相加，显然这样的操作没什么意义，也肯定是非法的。

正确的方法是使用strcat函数和strcpy函数。不过要想使用这两个函数，还必须提供一个用于存放结果字符串的数组，该数组必须足够大以便容纳下结果字符串及末尾的空字符。下面的代码虽然很常见，但是充满了安全风险，极易引发严重错误：

// 如果我们计算错了largeStr的大小将引发严重错误  
strcpy(largeStr, ca1);      // 把ca1拷贝给largeStr  
strcat(largeStr, " ");      // 在largeStr的末尾加上一个空格  
strcat(largeStr, ca2);      // 把ca2连接到largeStr后面  

一个潜在的问题是，我们在估算largeStr所需的空间时不容易估准，而且largeStr所存的内容一旦改变，就必须重新检查其空间是否足够。不幸的是，这样的代码到处都是，程序员根本没法照顾周全。这类代码充满了风险而且经常导致严重的安全泄漏。

对大多数应用来说，使用标准库string要比使用C风格字符串更安全、更高效。

3.5.4节练习

练习3.37：下面的程序是何含义，程序的输出结果是什么？
 

const char ca[] = {’h’, ’e’, ’l’, ’l’, ’o’};  
    const char *cp = ca;  
    while (*cp) {  
        cout << *cp << endl;  
        ++cp;  
    }  

练习3.38：在本节中我们提到，将两个指针相加不但是非法的，而且也没什么意义。请问为什么两个指针相加没什么意义？

练习3.39：编写一段程序，比较两个string对象。再编写一段程序，比较两个C风格字符串的内容。

练习3.40：编写一段程序，定义两个字符数组并用字符串字面值初始化它们；接着再定义一个字符数组存放前两个数组连接后的结果。使用strcpy和strcat把前两个数组的内容拷贝到第三个数组中。