C++/C程序中，指針和數組在不少地方可以相互替換著用，讓人產生一種錯覺，以為兩者是等價的。但二者有著本質的區別：
數組：要么在靜態存儲區被創建(如全局數組)，要么在棧上被創建。數組名對應著（而不是指向）一塊內存，其地址與容量在生命期內保持不變，只有數組的內容可以改變。
指針：可以隨時指向任意類型的內存塊，它的特征是“可變”，所以我們常用指針來操作動態內存。指針遠比數組靈活，但也更危險。
下面以字符串為例比較指針與數組的特性:

1.修改內容

實例1代碼中，字符數組a的容量是6個字符，其內容為hello。a的內容可以改變，如a[0]= ‘X’。指針p指向常量字符串“world”（位于靜態存儲區，內容為world），常量字符串的內容是不可以被修改的。從語法上看，編譯器并不覺得語句p[0]= ‘X’有什么不妥，但是該語句企圖修改常量字符串的內容而導致運行錯誤。

View Code1 實例1 修改數組和指針內容
char a[] = “hello”;
a[0] = ‘X’;cout << a << endl;
char *p = “world”; // 注意p指向常量字符串
p[0] = ‘X’; // 編譯器不能發現該錯誤
cout << p << endl;

2.內容復制與比較

不能對數組名進行直接復制與比較。示例2中，若想把數組a的內容復制給數組b，不能用語句 b = a ，否則將產生編譯錯誤。應該用標準庫函數strcpy進行復制。同理，比較b和a的內容是否相同，不能用if(b==a) 來判斷，應該用標準庫函數strcmp進行比較。
　　指針應用中，語句p = a 并不能把a的內容復制指針p，而是把a的地址賦給了p。要想復制a的內容，可以先用庫函數malloc為p申請一塊容量為strlen(a)+1個字符的內存，再用strcpy進行字符串復制。同理，語句if(p==a) 比較的不是內容而是地址，應該用庫函數strcmp來比較。

View Code 2 實例2 數組和指針的內容復制與比較
// 數組…
char a[] = "hello";char b[10];
strcpy(b, a); // 不能用 b = a;
if(strcmp(b, a) == 0) // 不能用 if (b == a)
…
// 指針…
int len = strlen(a);
char *p = (char *)malloc(sizeof(char)*(len+1));
strcpy(p,a); // 不要用
p = a;if(strcmp(p, a) == 0) // 不要用 if (p == a)
…

3.計算內存容量

用運算符sizeof可以計算出數組的容量（字節數）。示例3-1中，sizeof(a)的值是12（注意別忘了'\0'）。指針p指向a，但是sizeof(p)的值卻是4。這是因為sizeof(p)得到的是一個指針變量的字節數，相當于sizeof(char*)，而不是p所指的內存容量。C++/C語言沒有辦法知道指針所指的內存容量，除非在申請內存時記住它。注意當數組作為函數的參數進行傳遞時，該數組自動退化為同類型的指針。示例3-2中，不論數組a的容量是多少，sizeof(a)始終等于sizeof(char *)。

View Code 3 實例3-1 計算數組和指針的內存容量
char a[] = "hello world";
char *p = a;
cout<< sizeof(a) << endl; // 12字節
cout<< sizeof(p) << endl; // 4字節 View Code 4 實例3-2 數組退化為指針
void Func(char a[100])
{　
cout<< sizeof(a) << endl; // 4字節而不是100字節
}

4.指針參數是如何傳遞內存的？

如果函數的參數是一個指針，不要指望用該指針去申請動態內存。示例4-1中，Test函數的語句GetMemory(str, 200)并沒有使str獲得期望的內存，str依舊是NULL，為什么？

View Code 5 實例4-1 試圖用指針參數申請動態內存 void GetMemory(char *p, int num)
{　
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test1(void)
{　
char *str = NULL;　
GetMemory(str, 100); // str 仍然為 NULL 　
strcpy(str, "hello"); // 運行錯誤
}

?

毛病出在函數GetMemory中。編譯器總是要為函數的每個參數制作臨時副本，指針參數p的副本是 _p，編譯器使 _p = p。如果函數體內的程序修改了_p的內容，就導致參數p的內容作相應的修改。這就是指針可以用作輸出參數的原因。在本例中，_p申請了新的內存，只是把_p所指的內存地址改變了，但是p絲毫未變。所以函數GetMemory并不能輸出任何東西。事實上，每執行一次GetMemory就會泄露一塊內存，因為沒有用free釋放內存。

（每次執行GetMemory，_p就會申請新的內存，_p的地址就會改變，堆內存需要手動釋放，而函數中沒有free釋放內存，所以每執行一次GetMemory就會泄露一塊內存。）

如果非得要用指針參數去申請內存，那么應該改用“指向指針的指針”，見示例4-2

View Code6 實例4-2 用指向指針的指針申請動態內存 void GetMemory2(char **p, int num)
{　
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test2(void)
{　
char *str = NULL;　
GetMemory2(&str, 100); // 注意參數是 &str，而不是str　
strcpy(str, "hello"); 　
cout<< str << endl;　
free(str);
}

?**p的內容是指針p的地址，&str是指針str的地址。

由于“指向指針的指針”這個概念不容易理解，我們可以用函數返回值來傳遞動態內存。這種方法更加簡單，見示例4-3

View Code 7 實例4-3? 用函數返回值來傳遞動態內存 char *GetMemory3(int num)
{　
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); //返回堆中的地址　
return p;
}
void Test3(void)
{　
char *str = NULL;　
str = GetMemory3(100); 　
strcpy(str, "hello");　
cout<< str << endl;　
free(str);
}

?GetMemory3的返回值類型是char類型的指針，所以return p 返回的是指針p的地址。（char類型的指針是說指針所指向的內容是char類型）

?用函數返回值來傳遞動態內存這種方法雖然好用，但是常常有人把return語句用錯了。這里強調不要用return語句返回指向“棧內存”的指針，因為該內存在函數結束時自動消亡，見示例4-4

View Code 8 實例4-4? return語句返回指向“棧內存”的指針 char *GetString(void)
{　
char p[] = "hello world"; //返回棧中的地址　
return p; // 編譯器將提出警告
}
void Test4(void)
{　
char *str = NULL;　
str = GetString(); // str 的內容是垃圾　
cout<< str << endl;
}

?char p[] 是在棧中分配內存。

用調試器逐步跟蹤Test4，發現執行str = GetString語句后str不再是NULL指針，但是str的內容不是“hello world”而是垃圾。因為char p[]在棧上分配空間，一旦函數結束，所分配的空間就會被釋放了。

如果把示例4-4改寫成示例4-5，會怎么樣？

View Code 9 實例4-5 return語句返回常量字符串 char *GetString2(void)
{　
char *p = "hello world";　
return p;
}
void Test5(void)
{　
char *str = NULL;　
str = GetString2();　
cout<< str << endl;
}

函數Test5運行雖然不會出錯，但是函數GetString2的設計概念卻是錯誤的。因為GetString2內的“hello world”是常量字符串，位于靜態存儲區，它在程序生命期內恒定不變。無論什么時候調用GetString2，它返回的始終是同一個“只讀”的內存塊。

?5.char []與 char *的區別

以下面兩個變量為例：

char a[]="hello";

char *b="hello";

?(1)數組對應著一塊內存區域，而指針是指向一塊內存區域。數組的地址和容量在生命期里不會改變，只有數組的內容可以改變；而指針所指向的內存區域的大小可以隨時改變，而且當指針指向常量字符串時，它的內容是不可以被修改的，否則在運行時會報錯。

數組a需要在內存中占用6個字節的空間，這段內存區通過名字a來標識。

指針b則需要4個字節的空間來存放地址，這4個字節用名字b來標識，其中存放的地址可以指向幾乎任何地方，也可以哪里都不指向，即空指針。在這里，指針b指向某個連續的6字節的空間，即字符串"hello"，該字符串存放在常量區，常量區的內容不能被修改。不能修改*b的值，比如b[2]='d'(將"hello"中第3個字符改為'd')，會導致程序崩潰。

(2)以a[2]和b[2]為例，二者都返回字符‘l’，但是編譯器產生的執行代碼卻不一樣。對于a[2]，執行代碼是從a的位置開始，向后移動2兩個字節，然后取出其中的字符。對于b[2]，執行代碼是從p的位置取出一個地址，在其上加2，然后取出對應內存中的字符。

(3)char *b = "hello";實際上先是在文字常量區分配了一塊內存放"hello",然后在棧上分配一地址給b并指向存放"hello"這塊地址，然后改變常量"hello"自然會崩潰，然而char a[] = "hello",實際上"hello"分配內存的地方在棧區。在以后的存取中，在棧上的數組比指針所指向的字符串快。

(4)下面代碼詳細注明了各個變量所在的內存區：

//main.cpp int a=0; //全局初始化區 char *p1; //全局未初始化區 main() {int b;棧char s[]="abc"; //棧char *p2; //棧char *p3="123456"; //123456\0在常量區，p3在棧上。static int c=0； //全局（靜態）初始化區p1 = (char*)malloc(10);p2 = (char*)malloc(20); //分配得來得10和20字節的區域就在堆區。strcpy(p1,"123456"); //123456\0放在常量區，編譯器可能會將它與p3所指向的"123456"優化成一個地方。 }

?

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轉載于:https://www.cnblogs.com/fly1988happy/archive/2011/11/17/2251914.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++内存管理——指针数组的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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