C語言字串反轉兩法：指標法與陣列法，附堆/棧記憶體區別詳解

前言

字串反轉是經典面試題。本文提供兩種標準實現——**指標雙向交換**（需動態分配）與**陣列原地交換**——並深度講解 malloc/free 堆記憶體管理、棧/堆區別、野指針防範，建立正確的記憶體操作肌肉記憶。

一、方法一：指標法（動態分配新緩衝區）

#include 
#include 
#include 

int main() {
    const char *src = "hello world";
    int len = strlen(src);

    // 1. 分配目標緩衝區（含結束符）
    char *dest = (char*)malloc(len + 1);
    if (!dest) return 1; // 分配失敗檢查

    char *d = dest;
    const char *s = &src[len - 1]; // 指向最後一個有效字元

    // 2. 反向複製
    while (len-- > 0) *d++ = *s--;

    *d = '\0'; // 手動添加結束符（關鍵！）

    printf("反轉結果: %s\n", dest); // dlrow olleh

    // 3. 釋放並置空（防野指針）
    free(dest);
    dest = NULL;
    return 0;
}

關鍵點：malloc 分配堆記憶體，free 歸還，ptr = NULL 防止懸空指針二次釋放/誤用。

二、方法二：陣列法（原地交換）

#include 
#include 

int main() {
    char str[] = "Hello world"; // 陣列在棧上，可修改
    int len = strlen(str);
    char tmp;

    for (int i = 0; i < len / 2; i++) {
        tmp = str[i];
        str[i] = str[len - i - 1];
        str[len - i - 1] = tmp;
    }
    printf("反轉結果: %s\n", str); // dlrow olleH
    return 0;
}

優勢：無動態分配開銷，無記憶體洩漏風險，適合固定緩衝區場景。

三、堆 vs 棧：核心區別速查表

四、常見錯誤與避坑指南

1. 忘記 +1 給結束符 → malloc(len) 導致寫越界。
2. 忘記手動添加 \0 → printf("%s") 讀越界亂碼。
3. 釋放後未置 NULL → 野指針，後續誤用觸發崩潰/安全漏洞。
4. 對字串常量修改：char *p = "abc"; p[0]='x'; → 未定義行為（常量區不可寫）。正確：char p[] = "abc"; 或 const char *p = "abc";。
5. 棧上大陣列：char buf[1000000]; → 棧溢位。改用 malloc 或 static。

五、總結

字串反轉看似微末，實則考驗指標算術、記憶體管理規範、堆棧認知。指針法展示動態分配全流程，陣列法演示原地演算法優雅。養成「分配檢查、結束符補全、釋放置空、常量 const」四步驟，遠離記憶體 Bug。

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