大家好,我是安然无虞。
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作者介绍:2021年博客新星Top2
咱的口号:小比特,大梦想
作者请求:由于博主水平有限,难免会有错误和不准之处,我也非常渴望知道这些错误,恳请铁汁批评斧正。
火爆专栏:蓝桥杯基础算法剖析
首先回顾一个知识点:
传统上,数组名表示首元素的地址
有两个例外:
好,介绍完这个知识点,那么请看下面一系列笔试题:
//一维数组
#include
int main()
{
int a[] = { 1,2,3,4 };
printf("%d\n", sizeof(a));//16
//单单一个数组名a放到sizeof里面,此时的数组名表示的是整个数组,计算的是整个数组的大小(注意这个单单!)
printf("%d\n", sizeof(a + 0));//4/8 - 在32位平台占4个字节,64位平台占8个字节
//此时不止数组名a一个放在sizeof里,所以a表示的是首元素的地址,类型是int*,a+0跳过0个整型,表示的还是首元素的地址
//地址就是指针,指针在32位平台占4个字节,在64位平台占8个字节
printf("%d\n", sizeof(*a));//4
//此时a表示的是首元素的地址,对其进行解引用操作,拿到的是首元素,所以这里计算的是首元素的大小
printf("%d\n", sizeof(a + 1));//4/8
//此时a表示的是首元素的地址,类型是int*,a+1跳过一个整型,所以a+1表示的是第二个元素的地址,也就是2的地址
printf("%d\n", sizeof(a[1]));//4
//计算的是第二个元素的大小
printf("%d\n", sizeof(&a));//4/8
//&a取出的是整个数组的地址,类型是int(*)[4],属于数组指针,数组指针依然是指针
printf("%d\n", sizeof(*&a));//16
//理解1:可认为*和&操作抵消了,此时只剩下sizeof(a),a表示的是整个数组,计算的是整个数组的大小;
//理解2:&a,取出整个数组的地址,类型是int(*)[4]数组指针类型,然后对其解引用,此时访问到的是整个数组,大小是16字节
printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//4/8
//&a取出的是整个数组的地址,类型是int(*)[4]数组指针,&a+1跳过了整个数组的地址,是地址就是4/8个字节
printf("%d\n", sizeof(&a[0]));//4/8
//&a[0],取出的是首元素的地址
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//4/8
//&a[0]+1,跳过1个整型,所以&a[0]+1访问的是第二个元素的地址
return 0;
}
注意这样的一个概念:
sizeof:
strlen():
好,请看下面的代码:
代码1:
#include
int main()
{
char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
printf("%d\n", sizeof(arr));//6
//计算的是整个数组的大小
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4/8
//计算的是首元素的地址
printf("%d\n", sizeof(*arr));//1
//计算的是首元素的大小
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
//计算的是第二个字符的大小
printf("%d\n", sizeof(&arr));//4/8
//&arr,取出的是整个数组的地址,地址就是指针
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4/8
//&arr+1,跳过了整个数组,不过依然是地址
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4/8
//&arr[0]表示首字符的地址,类型是char*,所以&arr[0]+1跳过一个字符,指向第二个字符的地址
return 0;
}
代码2:
#include
int main()
{
char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
printf("%d\n", strlen(arr));//随机值
//strlen()遇到'\0'结束,统计的是'\0'之前字符的个数,但是arr中没有'\0',所以不知道在具体哪里结束,故而这里是随机值
printf("%d\n", strlen(arr + 0));//随机值
//同上
printf("%d\n", strlen(*arr));//内存访问冲突
//strlen()里面的参数是指针类型(可认为里面存放的是地址),*arr表示的是首元素,也就是'a','a'的ACSII值是97,
//所以strlen(*arr)将'97'当作内存地址去访问了,这里就会导致内存访问冲突
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//内存访问冲突
//同上,arr[1]表示的是'b',ACSII值是98,strlen(arr[1])表示将'98'当作内存地址去访问了
printf("%d\n", strlen(&arr));//随机值
//&arr,取出的是整个数组的地址,由于数组中没有'\0',所以不知道会具体在哪里结束
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//随机值
return 0;
}
这里再重点强调一下这行代码:
printf("%d\n", strlen(*arr));
strlen()需要的是一个地址,从这个地址开始向后找字符直到’\0’,统计的是’\0’之前字符的个数,但是*arr表示的是首元素,也就是’a’,这时传递给strlen()的就是’a’的ACSII值97,strlen()会把97作为起始地址来统计字符串,这样的话也就会形成内存访问冲突。
代码1:
#include
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));//7
//注意哦,sizeof(arr)计算的是arr数组所占内存空间的大小,包括'\0'在内
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4/8
//比较简单,我就不过多赘述咯
printf("%d\n", sizeof(*arr));//1
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
printf("%d\n", sizeof(&arr));//4/8
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4/8
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4/8
return 0;
}
代码2:
有了上面的经验,那么下面一定难不到你啦!
#include
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(arr));//6
printf("%d\n", strlen(arr + 0));//6
printf("%d\n", strlen(*arr));//内存访问冲突
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//内存访问冲突
printf("%d\n", strlen(&arr));//6(这里要格外注意一下)
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//5
return 0;
}
代码1:
#include
int main()
{
char* p = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(p));//4/8
printf("%d\n", sizeof(p + 1));//4/8
printf("%d\n", sizeof(*p));//1
printf("%d\n", sizeof(p[0]));//1
printf("%d\n", sizeof(&p));//4/8
printf("%d\n", sizeof(&p + 1));//4/8
printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));//4/8
return 0;
}
代码2:
#include
int main()
{
char* p = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(p));//6
printf("%d\n", strlen(p + 1));//5
printf("%d\n", strlen(*p));//内存访问冲突
printf("%d\n", strlen(p[0]));//内存访问冲突
printf("%d\n", strlen(&p));//随机值(注意哦,这里是特别容易出错的地方,特别容易错写成6)
//这里要说的是,p指的是常量字符串,和字符数组是不一样的,p有自己的一块空间
printf("%d\n", strlen(&p + 1));//随机值
printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));//5
return 0;
}
在指针类型中我们知道有一种指针类型是char*,它有两种使用方法:
一般使用:
#include
int main()
{
char ch = 'w';
char* pc = &ch;
*pc = 'a';
printf("%c\n", ch);
return 0;
}
这种使用方法比较简单,我就不过多阐述了,看看下面这种使用方法:
#include
int main()
{
char* p = "abcdef";
printf("%s\n", p);
return 0;
}
注意上面的 abcdef 是常量字符串,存储在内存的只读数据区(只读不可写)
特别容易让我们以为是把字符串 abcdef 放到字符指针 p 里了,其实本质上是把字符串 abcdef 首字符的地址放到 p 中
所以下面代码是有问题的:
#include
int main()
{
char* p = "abcdef";
*p = 'w';//目的是将'a'改成'w'(bug)
return 0;
}
上面的第6行代码是错误的,因为常量字符串不可以修改,所以为避免上述错误,可将第5行代码修改为:
const char* p = "abcdef";
这样的话就会避免上述错误。
面试题:
#include
int main()
{
char str1[] = "hello bit.";
char str2[] = "hello bit.";
char* str3 = "hello bit.";
char* str4 = "hello bit.";
if (str1 == str2)
printf("str1 and str2 are same\n");
else
printf("str1 and str2 are not same\n");
if (str3 == str4)
printf("str3 and str4 are same\n");
else
printf("str3 and str4 are not same\n");
return 0;
}
- str1 和 str2 是两个字符数组,数组的操作方式是将右边的常量字符串拷贝到数组的空间中,所以它们是两块空间,只是内容相同,而作为数组名,str1 和 str2 是数组首元素的地址,所以 str1 != str2
- str3 和 str4 是两个字符指针,指向的是同一个常量字符串,而常量字符串存储在单独的一个内存区域(只读数据区),当几个指针指向同一个常量字符串的时候,它们实际上会指向同一块内存
#include
int main()
{
int arr[3][4] = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(arr));//12*4=48
//sizeof(数组名),计算的是整个数组的大小,单位是字节
printf("%d\n", sizeof(arr[0][0]));//4
printf("%d\n", sizeof(arr[0]));//4*4=16
//arr[0]相当于第一行的数组名,由于是单独放在sizeof内部,所以计算的是第一行数组的大小,单位是字节
printf("%d\n", sizeof(arr[0] + 1));//4/8
//arr[0]相当于第一行的数组名,由于不是单独放在sizeof内部,所以此时的arr[0]表示的是第一行首元素的地址
printf("%d\n", sizeof(*(arr[0] + 1)));//4
//前面提到arr[0]表示的是第一行首元素的地址,所以*(arr[0] + 1)表示的是arr[0][1]这个元素本身
printf("%d\n", sizeof(arr + 1));//4/8
//arr数组名表示的是首元素的地址,也就是第一行数组的地址,所以arr+1表示的是第二行数组的地址
printf("%d\n", sizeof(*(arr + 1)));//4*4=16
//前面提到arr+1表示的是第二行数组的地址,对其进行解引用操作,访问到的是第二行数组,单独放到sizeof内部,计算的是第二行数组的大小
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4/8
//&arr[0]表示取出第一行数组的地址,那么&arr+1表示取出第二行数组的地址,地址就是指针
printf("%d\n", sizeof(*(&arr[0] + 1)));//4*4=16
//前面提到,&arr[0]+1表示的是第二行数组的地址,所以对其解引用表示的是第二行数组,单独放到sizeof内部,计算的是第二行数组的大小
printf("%d\n", sizeof(*arr));//4*4=16
//arr表示的是首元素的地址,也就是第一行数组的地址,对其进行解引用表示的是第一行数组,单独放到sizeof内部,计算的是第一行数组的大小
printf("%d\n", sizeof(arr[3]));//4*4=16
//这里我们可能会觉得arr[3]越界了,但是对于本题不影响,sizeof内部会推导出arr[3]类型是int[4]
return 0;
}
函数原型:
函数功能:
求字符串的长度
注意:返回值类型是 size_t,这 size_t 到底是什么?
其实 size_t 是为 sizeof 操作符返回值设计的,可以浅显的认为 size_t 就是我们熟知的 unsigned int ,因为是求长度,所以肯定不会是负数,故而使用无符号整型,但是由此也容易产生 bug,请看下面代码:
解读下面代码,请问输出结果是什么:
#include
#include
int main()
{
if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
printf(">");
else
printf("<=");
return 0;
}
没错,答案是输出 “>”,为什么呢?3 - 6 = -3鸭,这是怎么回事?
这是因为strlen的返回值是 size_t ,属于无符号数,所以两个无符号数相减,答案一定是无符号数。
那怎么修改呢?
方案一:强制类型转换
#include
#include
int main()
{
if ((int)strlen("abc") - (int)strlen("abcdef") > 0 )
printf(">");
else
printf("<=");
return 0;
}
方案二:直接比较
#include
#include
int main()
{
if (strlen("abc") > strlen("abcdef"))
printf(">");
else
printf("<=");
return 0;
}
注意:
- 字符串以 ‘\0’ 作为结束标志,strlen 返回的是在字符串中 ‘\0’ 之前的字符个数(不包括’\0’);
- 参数中指向的字符串必须以 ‘\0’ 结束;
- 注意strlen函数的返回值是 size_t 类型,属于无符号类型(特易错)
代码示例:
#include
#include
int main()
{
int len = strlen("abcdef");
printf("%d\n", len);
return 0;
}
自定义函数模拟实现strlen():
方法:
- 计数器的方法
- 递归的方法
- 指针 - 指针
方法一:计数器的方法
int my_strlen(const char* str)
{
assert(str);//断言str非空
int count = 0;
while (*str != '\0')
{
count++;
str++;
}
return count;
}
方法二:递归的方法
int my_strlen(const char* str)
{
assert(str);//断言str非空
//找边界
if (*str == '\0')
{
return 0;
}
int count = my_strlen(str + 1);
//注意str++和str+1是不同的概念
count++;
return count;
}
这里需要注意的是,str++ 和 str+1 不是一个概念,str++是先使用后++,本题可以写成++str的形式,先++再使用。
方法三:指针 - 指针
指针-指针其实表示的是两个指针中间的元素个数,注意哦,不是中间有几个字节。
int my_strlen(const char* str)
{
assert(str);
const char* cur = str;
while (*cur != '\0')
{
cur++;
}
return cur - str;
}
将源字符串拷贝到目标字符串,返回目标字符串首元素的地址。
解读下列代码:
#include
#include
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[20] = { 0 };
printf("%s\n", strcpy(arr2, arr1));
return 0;
}
本题是将字符串 arr2 拷贝给字符串 arr1 ,返回的是 arrr2 首元素的地址(目标字符串首元素的地址)。所以上面代码输出的是:abcdef,那么这里的问题是,会不会将字符串arr1中的 ‘\0’ 拷贝给字符串 arr2 ,所以这里用以下代码验证这个问题:
#include
#include
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[20] = "XXXXXXXXXX";
printf("%s\n", strcpy(arr2, arr1));
return 0;
}
首先,还没有将字符串 arr1 拷贝给 arr2 时,它们存放的数据是这样的:
当执行 strcpy(arr2, arr1) 完后,此时 arr2 中存放的数据是这样的:
可以看到,将字符串 arr1(源字符串) 拷贝给字符串 arr2(目标字符串) 时会自动将源字符串末尾的 ‘\0’ 拷贝过去,返回的是目标字符串起始位置的地址。
这里又有一个问题是:如果源字符串末尾没有加上 ‘\0’ (这里用字符数组的形式演示,正常的字符串末尾会自动填充 ‘\0’),请看如下代码:
#include
#include
int main()
{
char arr1[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
char arr2[20] = "XXXXXXXXXX";
printf("%s\n", strcpy(arr2, arr1));
return 0;
}
代码执行结果:
所以需要注意的是:如果想将源字符串拷贝给目标字符串,那么就要保证源字符串中是包含 ‘\0’ 的,否则会拷贝失败。
所以,使用 strcpy 拷贝字符串是需要注意以下几点:
- 源字符串必须以 ‘\0’ 结束;
- 拷贝时会将源字符串中的 ‘\0’ 一同拷贝给目标字符串;
- 目标字符串(目标空间)必须足够大,以确保能存放源字符串 ;
- 还有一点就是,目标字符串必须是可以改变的
请看下面的代码:
#include
#include
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
const char* p = "XXXXXXXXXX";
printf("%s\n", strcpy(p, arr1));
return 0;
}
执行程序是错误的,因为此时的目标字符串是被 const 修饰的,是不可以修改的。
自定义函数模拟实现strcpy()
代码执行:
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);
while (*dest++ = *src++)//很妙
{
;
}
return ret;
}
将源字符串追加到目标字符串的后面,返回目标字符串首字符的地址
解读下列代码:
#include
#include
int main()
{
char arr1[30] = "hello";
char arr2[] = "world";
strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
以上代码是将 “world” 拼接到 “hello” 的后面,所以打印结果如下:
其实,使用 strcat 库函数的注意事项与 strcpy 是十分相似的,在这里的话我就不重复解释了:
- 源字符串必须以 ‘\0’ 结束;
- 目标空间必须足够大,能容纳下源字符串的内容;
- 目标空间必须可变。
那么试想:如果让我们自己实现 strcat 函数,该怎么做呢?先想一下大致思路,我们首先要找到目标字符串的结束标志’\0’,然后将源字符串拼接到目标字符串的后面,最后返回目标字符串的首字符的地址,看起来好像挺简单的,那我们实现一下:
自定义函数模拟实现strcat()
代码执行:
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);
//1、找到目标字符串的\0
while (*dest)//注意循环条件写成*dest++是错误的,因为会跳过\0,请细品
{
dest++;
}
//2、拷贝源字符串
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
比较对应位置上字符的字典序
标准规定:
- 第一个字符串 > 第二个字符串,则返回大于0的数字;
- 第一个字符串 == 第二个字符串,则返回0;
- 第一个字符串 < 第二个字符串,则返回小于0的数字。
敲黑板:
两个字符串不能直接进行比较,也不能直接进行相加相减运算,因为字符串表示的是首字符的地址。也就是说,如果直接进行比较的话,比的不是字符串的内容,而是地址,所以是错误的。
自定义函数模拟实现strcmp()
代码执行:
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1 == *str2)//注意是在循环体中判断相等的情况,想想为什么
{
if (*str1 == '\0')
return 0;
str1++;
str2++;
}
if (*str1 > *str2)//return *str1 - *str2;
return 1;
else
return -1;
}
注意哦,内存操作函数中的第三个参数单位是字节。
想想为什么是void*类型?
因为设计者在设计这个库函数的时候不知道会用来拷贝何种类型,所以只有设计成void*最合适。
看下面一段代码:
#include
#include
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[5] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1 + 5, 5 * sizeof(arr1[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
自定义函数模拟实现memcpy()
代码执行:
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dest;//注意返回类型是void*,而不是void,
assert(dest && src);
while (num--)//先使用,后--
{
*(char*)dest = *(char*)src;//想想为什么强制类型转换成char*,因为只有它最合适
dest = (char*)dest + 1;//注意直接进行dest++,src++是错误的,因为它是空类型
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
函数原型:
其实C语言只要求:
memcpy能拷贝不重叠的内存空间就可以了,memmove去处理那些重叠的内存拷贝,也就是说,如果记memcpy的功能是A,那么memmove的功能就是A+B
那么何为重叠的内存拷贝呢,请看下面一段代码:
#include
#include
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
memmove(arr1 + 2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));//处理同一块空间时会发生重叠内存拷贝
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
自定义函数模拟实现memmove
代码执行:
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dest;
assert(dest && src);
if (dest < src)//从前向后拷贝
{
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else//从后向前拷贝
{
//src = (char*)src + num - 1;//注意一定要-1
//dest = (char*)dest + num - 1;
//while (num--)
//{
// *(char*)dest = *(char*)src;
// dest = (char*)dest - 1;
// src = (char*)src - 1;
//}
while (num--)//先使用,后--,在循环体中是--后的num(真的妙)
{
*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
}
}
return ret;
}
今天的面试题就到这里咯,有所收获的老铁麻烦动动小手来个三连。