【C】(笔试题)指针与数组，指针

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前言

这篇博客的重点是对于指针以及数组的理解与运用，掌握这些题目，对于指针与数组的理解与认识会有很大的提高！

一.关于指针和数组的笔试题

• 数组名的意义：

1. sizeof(数组名)，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小。
2. &数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址。
3. 除此之外所有的数组名都表示首元素的地址。

• strlen和sizeof的区别：

1. strlen是求字符串长度的，关注的是字符串中的\0，计算的是\0之前出现的字符的个数

​ strlen是库函数，只针对字符串

1. sizeof只关注占用内存空间的大小，不在乎内存中放的是什么

​ sizeof是操作符

• 正确理解题目：

对于这部分的理解，sizeof(&…)计算的是一个指针类型的大小，也就是地址，地址的大小在32位环境(x86)下是4字节，在64位环境下(x64)是8字节；但对应下面的例题，不能只是单单理解打印结果，更重要的的是理解到这个地址到底是谁的地址；同样在理解strlen求字符串长度时，也要对地址有正确的认识和理解！

1.一维数组

#include
int main()
{
	int a[] = { 1,2,3,4 };
	printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//4/8
	//&a取出的是数组的地址
	//&a对应的指针类型是int(*)[4]
	//&a+1 是从数组a的地址向后跳过了一个（4个整型元素）数组的大小
	//&a+1还是地址，是地址就是4/8字节
	printf("%d\n", sizeof(&a[0]));//4/8
	//&a[0]就是第一个元素的地址
	//计算的是地址的大小
	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//4/8
	//&a[0]+1是第二个元素的地址
	//大小是4/8个字节
	//&a[0]+1 ---> &a[1]
	printf("%d\n", sizeof(a));//16
	//sizeof(数组名)，数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节
	printf("%d\n", sizeof(a + 0));//4
	//a不是单独放在sizeof内部，也没有取地址，
	//所以a就是首元素的地址，a+0还是首元素的地址
	//是地址，大小就是4/8个字节
	printf("%d\n", sizeof(*a));//4
	//*a中的a是数组首元素的地址，*a就是对首元素的地址解引用，找到的就是首元素
	//首元素类型是整形，大小是4个字节
	printf("%d\n", sizeof(a + 1));
	//这里的a是数组首元素的地址
	//a+1是第二个元素的地址
	//sizeof(a+1)就是地址的大小
	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取出的数组的地址，数组的地址，也是个地址
	printf("%d\n", sizeof(*&a));//16
	//第1种理解方法
	//&a----> int(*)[4]
	//&a拿到的是数组名的地址，类型是 int(*)[4]，是一种数组指针
	//数组指针解引用找到的是数组
	//*&a ---> a
	//
	//第2种理解方法
	//&和*抵消了
	//*&a ---> a
	return 0;
}

运行结果：

2.字符数组

#include
int main()
{
	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
	printf("%d\n", sizeof(arr));//6
	//sizeof(数组名),计算整个数组的大小
	printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4/8
	//arr + 0 是数组首元素的地址
	printf("%d\n", sizeof(*arr));//1
	//*arr就是数组的首元素，大小是1字节
	//*arr --> arr[0]
	//*(arr+0) --> arr[0]
	printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
	//计算数组第二个元素的大小
	printf("%d\n", sizeof(&arr));//4/8
	//&arr是数组的地址，是地址就是4/8个字节
	printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4/8
	//&arr + 1是数组后的地址
	printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4/8
	//&arr[0] + 1是第二个元素的地址
	return 0;
}

运行结果：

#include
#include 
int main()
{
	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };

	printf("%d\n", strlen(arr));//随机值
	//没有'\0'作为结束标志
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));//随机值

    //printf("%d\n", strlen(*arr));//--> strlen('a');-->strlen(97);//野指针
    // 	   程序会报错
    //printf("%d\n", strlen(arr[1]));//-->strlen('b')-->strlen(98);

	printf("%d\n", strlen(&arr));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值-6
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//随机值-1

	return 0;
}

运行结果：

#include
#include
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	
	//[a b c d e f \0]
	printf("%d\n", strlen(arr));//6
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));//6
	//printf("%d\n", strlen(*arr));//err
	//  野指针，程序会报错
	//printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err
	printf("%d\n", strlen(&arr));//6
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//5

	return 0;
}

运行结果：

#include
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";

	//[a b c d e f \0]
	printf("%d\n", sizeof(arr));//7
	printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4/8
	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;
}

运行结果：

#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;
}

运行结果：

#include
#include
int main()
{
	char* p = "abcdef";
	printf("%d\n", strlen(p));//6
	printf("%d\n", strlen(p + 1));//5
	//printf("%d\n", strlen(*p));//野指针，报错
	//printf("%d\n", strlen(p[0]));//野指针，报错
	printf("%d\n", strlen(&p));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&p + 1));//随机值
	//由于p的地址占4/8格字节，无法确定'\0'会不会在其中出现
	//所以推断不出这俩个随机值之间的关系
	//这俩个随机值之间相差的值也是一个随机值
	printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));//5
	//p[0]-->*(p+0)
	return 0;
}

运行结果：

3.二维数组

#include
int main()
{
	int a[3][4] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(a));//48
	printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));//4
	printf("%d\n", sizeof(a[0]));//16
	//a[0]是第一行这个一维数组的数组名，
	//单独放在sizeof内部，a[0]表示第一个整个这个一维数组;
	//sizeof(a[0])计算的就是第一行的大小
	printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));//4/8
	//a[0]并没有单独放在sizeof内部，也没取地址，a[0]就表示首元素的地址
	//就是第一行这个一维数组的第一个元素的地址，
	//a[0] + 1就是第一行第二个元素的地址
	printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));//4
	//a[0] + 1就是第一行第二个元素的地址
	//*(a[0] + 1))就是第一行第二个元素
	printf("%d\n", sizeof(a + 1));//4/8
	//a虽然是二维数组的地址，但是并没有单独放在sizeof内部，也没取地址
	//a表示首元素的地址，二维数组的首元素是它的第一行，a就是第一行的地址
	//a+1就是跳过第一行，表示第二行的地址
	printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));//16
	//*(a + 1)是对第二行地址的解引用，拿到的是第二行
	//*(a+1)-->a[1]
	//sizeof(*(a+1))-->sizeof(a[1])
	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//4/8
	//&a[0] - 对第一行的数组名取地址，拿出的是第一行的地址
	//&a[0]+1 - 得到的是第二行的地址
	printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//16
	printf("%d\n", sizeof(*a));//16
	//a表示首元素的地址，就是第一行的地址
	//*a就是对第一行地址的解引用，拿到的就是第一行
	printf("%d\n", sizeof(a[3]));//16
	//这里并不会造成越界访问，sizeof在计算时关心的的是a[3]的类型
	//并不会真的去访问a[3]，计算它和a[0]是一样的
	printf("%d\n", sizeof(a[0]));//16

	return 0;
}

运行结果：

二.关于指针的笔试题

题1：

#include 
int main()
{
	int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int* ptr = (int*)(&a + 1);

	printf("%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
	return 0;
}

运行结果：

解析：

&a+1得到的是数组之后的地址，将这个地址强制类型转换为int * 类型，并赋值给int * 类型的prt，此时 * prt只能访问一个整形元素的空间；

*（a+1）中的a是数组首元素地址，a + 1是数组第二个元素的地址，由于prt只有一个整形空间的访问权限，prt - 1得到数组最后一个元素的地址。

题2：

#include 
//已知，在32位环境下（x86）
//结构体Test类型的变量大小是20个字节
struct Test
{
	int Num;
	char* pcName;
	short sDate;
	char cha[2];
	short sBa[4];
}* p = (struct Test*)0x100000;
//假设p 的值为0x100000；如下表表达式的值分别为多少？
int main()
{
	printf("%p\n", p + 0x1);
	//0x100000+20-->0x100014
	printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
	//1,048,576+1 --> 1,048,577
	//0x100001
	printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);
	//0x100000+4-->0x100004
	return 0;
}

运行结果：

解析：

p的类型为struct Test * ，p+1跳过一个结构体(20字节)空间的大小，20转化成16进制就是14；

unigned int 是一个无符号整形，进行整形运算即可；

将p由结构体指针类型强制类型转化为unigned int* 类型，此时p+1跳过4个字节

题3：

#include 
int main()
{
	int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);
	return 0;
}

运行结果：

解析：

prt1是数组后的地址，类型为int * ，prt1[-1]–>*（prt-1)，prt-1向前跳过四个字节；

将数组首元素地址强制类型转换为一个整形，此时 + 1进行的是整形运算；再将 + 1后的结果强制类型转换为int 类型赋值给prt2，此时prt2是a向后跳过一个字节的地址，* prt2访问4个字节的内容，

而在vs环境下，数据采用的是小端存储模式，是倒着存的，看下图理解：

%x以16进制的形式打印。

题4：

#include 
int main()
{
	int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
	int* p;
	p = a[0];
	printf("%d", p[0]);
	return 0;
}

运行结果：

解析：

这道题有一个忽悠人的点，题中的初始化用的是（ ）而不是 { } ；而题目（ ）中的是逗号表达式；

所以数组当中的内容实际上相当于int a[3][2] = {1，2，3}；

题5：

#include 
int main()
{
	int a[5][5];
	int(*p)[4];
	p = a;
	printf("%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);
	return 0;
}

运行结果：

解析：

a是二维数组首元素地址，也就是二维数组第一行的地址，其类型为int ( * ) [5]，具有5个字节的访问权限；将赋值给p，p的类型为int （ * ）[4]，具有4个字节的访问权限；

指针 - 指针计算出的俩指针之间元素的个数，高地址 - 低地址得到的结果是整数，反之是负数；参照下图理解：

从图中可以观察到，俩个地址之间的元素个数为4，低地址 - 高地址，所以应该是 - 4；

将结果以%p和%d打印；%d打印出的结果为 - 4；

将 - 4以地址的形式打印；%p可以理解为一个无符号数，求出 - 4的补码转换为16进制即可；

原码：10000000 00000000 00000000 00000100

反码：11111111 11111111 11111111 11111011

补码：11111111 11111111 11111111 11111100

补码的十六进制：ff ff ff fc

题6：

#include 
int main()
{
	int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	int* ptr1 = (int*)(&aa + 1);
	int* ptr2 = (int*)(*(aa + 1));
	printf("%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
	return 0;
}

运行结果：

解析：

&aa+1得到的是数组后的地址，将其强制类型转换为int * 类型，赋值给prt1，此时prt1具有4个字节的访问权限；所以prt1-1得到数组最后一个元素的地址；

aa+1(相当于&arr[1])得到二维数组第二行的地址，* *(aa+1)得到第二行(相当于 * &aa[1]–>aa[1])；此时 ** (aa + 1 )并没有加&或者放在sizeof中，所以此时它相当于第二行数组首元素地址，题目这里进行强制类型转换属于迷惑行为，有没有都一样；将其赋值给prt2，prt2-1就是第一行最后一个元素的地址了！

题7：

#include 
int main()
{
	char* a[] = { "work","at","alibaba" };
	char** pa = a;

	pa++;
	printf("%s\n", *pa);
	return 0;
}

运行结果：

解析：

看图更直观，如下，

题8：

#include 
int main()
{
	char* c[] = { "ENTER","NEW","POINT","FIRST" };
	char** cp[] = { c + 3,c + 2,c + 1,c };
	char*** cpp = cp;

	printf("%s\n", **++cpp);
	printf("%s\n", *-- * ++cpp + 3);
	printf("%s\n", *cpp[-2] + 3);
	printf("%s\n", cpp[-1][-1] + 1);

	return 0;
}

运行结果：

解析：

要注意，如：++cpp，会将cpp自身的值改变；而cpp+1不会改变cpp本身；要注意区分，防止做题时混淆，具体理解如下图：

结语：

各位小伙伴，看到这里就是缘分嘛，希望我的这些内容可以给你带来那么一丝丝帮助，可以的话三连支持一下呗！！！ 感谢每一位走到这里的小伙伴，我们可以一起学习交流，一起进步！！！加油！！！