画外音:今天是个大晴天,温暖的阳光透过窗子照进了这间宽敞的办公室,办公室里三三两两的人们正在各自的计算机前努力工作,一切都显得那么的安静、祥和、有条不紊
……
“啊~!救命啊!Solmyr
你又用文件夹砸我!”
“愚蠢者是应该受到惩罚的。”
画外音:
…… 呃,好吧,我得承认有点小小的例外。这里是一家软件公司,发出惨叫的这位是
zero
,新进的大学生;这边一脸优雅,看上去很有修养一点也不象刚刚砸过人的这位,是
Solmyr ,资深程序员,负责
zero 这一批新人的培训。啊,故事开始了
……
“我干了什么啦?”zero
揉着鼻子问道,“这次你拿来砸我的文件夹又大了一号!”
“你过来自己看看你犯下的错误。”Solmyr
翻出了 zero
刚刚交上来的一段代码:
……
char* msg = “Connectting ... Please wait“
……
if(
Status == S_CONNECTED )
strcpy(msg, “Connectted“);
……
“我犯了什么错误啦?这是一个很平凡的字符串声明而已”,zero
不满的说到。
“你看不出来吗?connect
这个单词的进行时和过去时你都拼错了,多打了一个
t”,Solmyr
不紧不慢地回答。
“就为了这个你又用文件夹砸我
…… 啊!这次又是光盘盒!”
“这是商用软件,你以为是在
QQ 上和
PPMM
聊天,有错别字不要紧啊?更糟糕的是,我故意留了这么长的时间给你,到现在你还没发现你真正的错误在什么地方。你可真不是一般的菜啊~”,Solmyr
故意拖了个长音,满意的看到
zero
处于爆发的边缘,“好吧,让我们从基础开始,C
语言中是怎样处理字符串的?”
“这个我知道”,zero
显得很有自信,“C/C++
语言中,字符串是一段连续的字符型内存单元,每个单元存放一个字符,并用\0
作为结尾的标记。”
“那么使用指针之前,我们应当
……”
“我们应当保证这个指针指向合法的内存,要么指向一块已经存在的内存,要么为它动态分配一块。”,zero
开始露出得意的笑容 ——
这种程度的问题,哈!
“好!那么你的代码中
msg 这个指针指向哪里?”
笑容凝固了。
“这个
…… 呃 …… 我想 …… 它应该指向一块合法内存,因为以前我这么做的时候,它能工作
……”,zero 期期艾艾的说。
“合法内存?这块内存是谁分配的?它有多大?生存周期多长?有哪些特殊的性质?”
“……”
“唉!”,Solmyr
重重的叹了口气,“我就知道会这样。好吧,让我们先从简单的开始。”。Solmyr
飞快的键入了如下代码:
char
msg[] = “Hello“;
char* pmsg = (char*)malloc(
sizeof(“Hello“) );
strcpy(pmsg, “Hello“);
“上面这些代码你应该都很清楚了:msg
是一个字符数组,C
语言保证会为它分配一段连续的内存,并将其初始化为
“Hello“ 。pmsg
是一个字符指针,我们调用了
malloc 函数为它动态分配了一块内存,并用
strcpy 函数填充其值为
“Hello“
。这两种做法的共通点是:首先用正常手段获得一段内存,然后填充值。接着再来看这个:”
char* msg =
“Hello“;
“这一句代表什么意思?首先
msg 是个指针,C/C++
语言不负责为它分配一块内存;其次我们也没有显式的为它分配一块内存。它指向哪里?指向
“Hello“
,就是你直接写在代码里的那一个。”
“什么叫做‘直接写在代码里的那一个’?”,zero
露出了困惑的表情
“举个例子你就明白了:”,Solmyr
再键入:
double
db = 1.5;
“这 一行里面,1.5
是个什么东西?它是一个 double
类型常量,C/C++
语言要处理它们,也要分配内存来存放这些东西。同理,当你在代码里写了
“Hello“ ,实际上
C/C++
语言就分配了一块内存存放这个字符串,当你写
char* msg = “Hello“
的时候,你就是把这样一块内存的地址赋给了指针
msg 。所以
msg
确实指向一块合法内存,这是有时候这段代码能够工作的原因。但是这样做,其中蕴涵了许多问题,我来问你,指向这块内存的指针应该是什么类型?”
“当然是
char*”,zero
不加思索的回答。
“错!应该是
const char*
。想当然耳,写在程序中的字符串你不希望它发生变化,所以很明显的,这块内存应该被解释为常量。但是你在声明
msg 的时候做了什么?”
“呃
…… 我用了一个非常量的指针去指向了一个常量字符串。”,这一次,zero
明显的审慎多了。
“正确。看你原来的代码,你不仅用一个非常量指针指向它,而且还对这个指针执行了
strcpy
,往里写了内容。在我们的编译器上,这么做会引发什么后果?”
“呃
…… 引发一个运行时错误?”
“部分正确。准确的讲,只有在工程编译选项为调试版本的时候,如果工程编译选项为发布版本,一切都很正常
—— 奇怪吗?并不,记住这一点:C/C++
允许你打破任何保护。所以如果这两行代码在调试的时候没有被发现而溜进了发布版本里”,说到这,Solmyr
狠狠的瞪了 zero
一眼,“将会是很难发现的。”
“可是说来说去这么做还是没有什么危害不是吗?msg
指向一块合法内存,内容正确,而且也并不是真的不能写入,有什么好担心的呢?”,zero
抱怨道。
Solmyr
顺手抓起杯子,zero
反射性的立刻缩头护脸。“别担心,我只是喝水而已。”,Solmyr
面无表情 —— 如果忽略他嘴角那一丝坏笑的话
—— 的说到,“没有危害是吗?看看下面的代码:”
char* str1 =
“Hello“;
char* str2 = “Hello“;
*str1 = ‘P‘;
cout
<< str2 << endl;
“猜猜运行结果是什么?”,Solmyr
一边调整工程设置,一边问道。
“这还用问吗?当然是输出
Hello 了。”
“回答错误,正确答案是
……”,Solmyr
按下了运行按钮,屏幕显示的居然是
Pello !。
zero
大为诧异,挠着头试图找出其中的逻辑,突然间灵光一闪:“我明白了!str1
和 str2
实际指向同一段内存!因为 C/C++
语言在处理 Hello
字符串的时候把它当作常量,所以就做了优化,只保存了一份
Hello !是不是这样!”zero
兴奋的转向 Solmyr。
“嗯,
看起来有时候你也不是那么菜么”,Solmyr
赞许的点头,“不过你还是说错了一点:这个不是
C/C++
语言的做法,是这个编译器的做法。简单的说,你如果要对这种字符串写的话,其结果如何,是没有定义的。所谓没有定义,就是
C/C++
语言不保证会得到怎样的结果,可能这样也可能样,完全决定于你的编译器作者怎么想。想想看吧,哪天你的程序出现了古怪的问题
—— 比如显示信息出现了混乱 ——
起因却是你在无关的地方写了一个字符串,会怎样?这是维护时最大的恶梦之一。现在你明白危害在哪里了?”
zero
有如大梦初醒一般忙不迭地点头:“我知道了,我知道了。”
“知道了还不快去改!”
……
zero
跑回坐位修改他的程序去了,办公室里再度恢复了宁静,所有的人都埋头于他们的工作之中。只有
Solmyr
一边喝着咖啡一边揉着太阳穴,喃喃地吐出不祥的词句:“这样的日子才刚刚开始啊
……”