C 字符数组与字符串
更新时间：2026-08-26。本文是
languages/c/主题入门层第 27 篇（由原《数组、字符串与结构体》拆出）。C 没有专门的"字符串类型"——字符串就是以空字符\0结尾的字符数组。这句话是整个字符串主题的地基。
本文要回答的问题
- 字符串为什么必须
\0结尾？ char s[] = "hi"和char *s = "hi"有什么区别？- 怎么算字符串"长度"和"容量"？
一、字符串 = 字符数组 + \0
c
char s1[3] = {'h', 'i', '\0'}; // 显式：字符数组，结尾放空字符
char s2[] = "hi"; // 简写：字符串字面量初始化，自动加 \0s2 实际占用 3 字节：'h' 'i' '\0'。\0 是值 0 的字节，标记字符串结束。
text
s2: [ 'h' ][ 'i' ][ '\0' ]\0 不是可打印字符，也不计长度——它只是哨兵。strlen("hi") 是 2，但 sizeof("hi") 是 3（含结尾）。
二、容量 vs 长度：最容易绕晕的一对
| 概念 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
| 容量（capacity） | 数组总共能装多少字节 | char buf[16] 容量 16 |
| 长度（length） | 有效字符数（不含 \0） | "hello" 长度 5 |
c
char buf[16] = "hello";
// 容量 16，长度 5，还能再放 10 个字符（加上 \0 共 16）铁律：字符串要占用的空间 = 长度 + 1（\0）。strcpy(buf, "hello") 要写 6 字节，buf 至少 6 字节。容量 < 长度 + 1 就是缓冲区溢出的地雷。
三、数组 vs 指针：可修改性
c
char s1[] = "hello"; // 字符数组：可以修改内容
s1[0] = 'H'; // 合法！s1 变成 "Hello"
char *s2 = "hello"; // 指向字符串字面量
s2[0] = 'H'; // 危险！字面量在只读内存，多数平台段错误| 写法 | 存储位置 | 可修改 | sizeof |
|---|---|---|---|
char s[] = "hello" | 栈（可写） | 可以 | 6（含 \0） |
char *s = "hello" | 只读数据段 | 不行（UB） | 8（指针大小） |
这是新手高频 bug：用 char *s = "hello" 然后 s[0] = 'H'，段错误。规则：字面量字符串当"只读"看，要修改就复制到数组。编译器在 C 里默认允许这种隐式转换（C++ 会直接警告），但改了就是 UB。
四、字符串数组：二维 char 数组
"存多个字符串"就是二维字符数组：
c
char names[3][16] = {"alice", "bob", "carol"};
// 3 个字符串，每个最多 15 字符（留 1 个给 \0）
for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("%s\n", names[i]);
}| 维度 | 含义 |
|---|---|
| 行数 3 | 最多 3 个字符串 |
| 列数 16 | 每个字符串容量 16（长度最多 15） |
注意浪费问题：字符串长短不一时，char[3][16] 固定每行 16 字节。用"指针数组"更省，见指针数组与字符串。
五、常见坑对照
| 坑 | 现象 | 对策 |
|---|---|---|
忘留 \0 空间 | 越界写 | 容量 = 长度 + 1 |
| 改字面量字符串 | 段错误 | 复制到数组再改 |
| 容量当长度用 | 遍历越界 | 区分两者 |
数组初始化没 \0 | 字符串没有终点 | 用 "..." 初始化自动加 |
char *s 当数组改 | UB | 明确可修改性 |
六、与本站主线衔接
- 字符串处理函数（strcpy/strcmp/strcat）的完整族谱，见字符串函数；
- 字符串在内存里的只读段布局，见专家层内存布局与 ABI；
- 字符串安全（strcpy 系列的危险），见缓冲区溢出与安全。
一句话总结
字符串 = 字符数组 + \0 结尾；容量（数组大小）和长度（有效字符）要分清，占用空间 = 长度 + 1；char s[] 可改、char *s = "..." 只读别改——地基打牢，字符串函数和安全都是在这上面长出来的。