C 語言字符串指針與字符數組本質區別深度解析

核心區別速覽

關鍵代碼演示

1. 賦值合法性

char *p = "C Language";   // OK
// p = "New";              // OK，改變指向

char arr[20] = "C Language"; // OK，初始化
// arr = "New";               // 編譯錯誤：左值必須可修改
// 必須用 strcpy/逐字符賦值

2. 修改內容的致命差異

int main() {
    char str1[40] = "hello world!";
    // char *str1 = "hello world!";  // 取消註釋將崩潰
    str1[4] = 'A';        // 數組：合法 → "hellA world!"
    // *str1 = 'A';       // 指針：運行時段錯誤 (SIGSEGV)
    printf("%s\n", str1);
    return 0;
}

3. 常量區與可讀寫區

• char *p = "abc"：編譯器在只讀數據段創建字符串常量，p 指向其首地址。嘗試修改觸發硬件異常；
• char a[] = "abc"：編譯器在棧/數據段分配數組，並將常量區內容複製進數組。數組擁有獨立可寫副本。

4. 實戰：字符串轉小寫函數的正確簽名

// 錯誤：傳入字符串常量會崩潰
// void strlower(char *s) { while(*s) *s = tolower(*s); }

// 正確：const 修飾輸入，內部拷貝副本修改
char* strlower(const char *input) {
    char *copy = strdup(input); // 需 free
    for (char *p = copy; *p; ++p) *p = tolower(*p);
    return copy;
}

// 或要求調用者傳入可修改緩衝區
void strlower_inplace(char *buf) { // buf 必須指向可寫內存
    for (; *buf; ++buf) *buf = tolower(*buf);
}

scanf 陷阱與修正

// 錯誤：野指針
char *name;
scanf("%s", name); // 未分配內存，未定義行為

// 修正 1：用數組
char name[20];
scanf("%19s", name);

// 修正 2：動態分配
char *name = malloc(50);
scanf("%49s", name);
// 使用後 free(name)

遞歸反轉字符串（教學演示）

void reverse_print(const char *s) {
    if (!*s) return;
    reverse_print(s + 1); // 先遞歸到末尾
    putchar(*s);          // 回溯時輸出，實現反序
}

總結

「指針指向常量，數組擁有副本」是 C 語言字符串處理的分水嶺。牢記：只讀用 const char*，可寫用數組或動態分配，杜絕段錯誤與未定義行為。