Нуль-терминированная строка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Нуль-терминированная строка или C-строка (от названия языка Си) — это способ представления строк в памяти компьютера, при котором конец строки отмечает специальный нуль-символ (код ASCII 0x00). Например, в строковом буфере (области памяти, выделенной для хранения строки) нуль-терминированная строка «СТРОКА» может представляться следующим образом:

С	Т	Р	О	К	А	NUL	F	%	q	4
0xD1	0xD2	0xD0	0xCE	0xCA	0xC0	0x00	0x46	0x25	0x71	0x34

Символы после нуль-символа называются мусором — это случайные данные, которые могли остаться в буфере от предыдущих строк или от других использований памяти.

При использовании однобайтных кодировок (ASCII) объём памяти, требуемый для представления строки из N символов, равен N + 1 байт. В том случае, когда для кодирования символов применяется Юникод, длина строки зависит от используемого представления Юникода (например, 2N + 1 байт для UCS-2).

Такие строки являются стандартом в Си и некоторых других языках программирования. Поскольку они используются для передачи строковых аргументов в стандартные функции во многих операционных системах, операции для работы с нуль-терминированными строками появились в Паскале и других языках.

Для ссылки на нуль-терминированную строку применяется указатель на первый её символ. Это простой, быстрый и гибкий подход, но чреватый ошибками. Программист постоянно должен следить за своим кодом, а именно:

быть уверенным, что не случаются переполнения буфера;
если на одну строку есть несколько ссылок, убедиться, что изменение или уничтожение этой строки не приведёт к нарушению работы программы;
высвобождать память, занятую строкой, как только она больше не нужна, и наоборот, не высвобождать, если строка ещё требуется.

Кроме того, некоторые операции со строками, например, конкатенация, для нуль-терминированных строк выполняются медленнее, чем для других типов строк.

Альтернативой нуль-терминированным строкам является способ, принятый в Паскале: строка начинается с первого элемента массива, а в нулевом элементе хранится длина строки. В этом случае не требуется специального терминатора для обозначения конца строки. С другой стороны, здесь на длину строки накладывается ограничение, связанное с вместимостью нулевого элемента массива, то есть в случае с однобайтовыми элементами длина строки не может превышать 255 символов. Нуль-терминированные строки такому ограничению не подвержены и теоретически могут хранить строки любой длины.