【C语言进阶（5）】指针笔试题（带图分析）

• 分析下面代码的结果为何是这样

笔试题 1

1. 笔试代码

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

	printf("%d,%d\n", *(a + 1), *(ptr - 1));

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

1. *(a + 1)：*(a + 1) == a[1]，所以结果是 2。
2. *(ptr - 1)：取出整个数组 a 的地址，数组的地址 + 1 会跳过整个数组。然后再将地址赋给 ptr，此时 ptr 实际指向的是 5 后面那个位置；让 ptr - 1 此时 ptr 指向的就是 5

笔试题 2

1. 笔试代码

• 此处结构体的大小在 32 位环境底下为 20 个字节。

struct Test
{
	int Num;
	char* pcName;
	short sDate;
	char cha[2];
	short sBa[4];
}*p;
//假设p 的值为0x000000。 如下表表达式的值分别为多少？
//已知，结构体 Test 类型的变量大小是20个字节
int main()
{
	printf("%p\n", p + 0x1);
	printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
	printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

1. p + 0x1：p 是 struct Test 类型的指针，步长为 20，指针 + 1 会向后走 20 个字节，0x 14 就是 十进制的 20。
2. (unsigned long)p + 0x1：将 p 变成了一个 unsigned long 类型的变量，也就是说 p 里面存的地址变成了 1 个十进制的数 00000000，将这个数 + 1 后转换成十进制结果就是 00000001。
3. (unsigned int*)p + 0x1：将 p 强转为 unsigned int* 类型的指针，使得 p + 1 向后走一步的步长变为了 4 个字节，所以结果才会是 00000004。

笔试题 3

1. 笔试代码

int main()
{
	int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);

	printf("%x,%x\n", ptr1[-1], *ptr2);

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

1. ptr1[-1]：ptr1 == (int*)(&a + 1) 和第一题一样，指向的是 4 的后面，ptr1[-1] 等于 *(ptr1 - 1)，此时 ptr 指向了 4，所以打印结果为 4。

2. *ptr2：此时的 a 表示的是首元素的地址，将首元素地址强转为 int 类型。此时 a 面存着的就是个整型值，整型值 + 1 那就是 + 1 了。将 + 1 后的整型值强转为 int* 赋给 ptr2，此时 ptr 就指向第一个元素的第二个字节的内容。最后以打印 *ptr2 的结果，又因为 ptr2 是个 int* 类型的指针，所以*ptr2 就是从第一个元素的 2 个字节开始向后访问 4 个字节的内容。

笔试题 4

1. 笔试代码

int main()
{
	int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
	int* p;
	p = a[0];

	printf("%d\n", p[0]);

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

• 这是一个三行二列的二维数组，然而要注意数组的初始化内放的其实是 3 个逗号表达式；
• p = a[0] 将第一行的地址赋给 p，p[0] 就是首行首列也就是第一个表达式的内容 1 啦。

笔试题 5

1. 笔试代码

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;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

• 这题的二维数组如果画成多行多列的方式就不好讲了，所以直接按照二维数组在内存中存放的本质来画图。

• p 是一个数组指针，它所指向的数组应该有 4 个元素，每个元素都是 int 类型，p + 1 会跳过 4 个int 类型的数据。
• a 作为二维数组数组名，表示首元素地址，它的类型应该是 int (*)[5]，然而 p 的类型却为 int(*) [5]。
  • 在将 第一行的地址赋给 p 时 p 肯定时不能这么存的，但如果硬是要存的话，p 最终还是会指向 a[0][0] 的位置。
  • p 虽然指向了 a[0][0] 的位置，但是 p 认为它指向的数组只有 4 个整型，对 p 解引用 或 p + 1 的时候只会向后访问 4 个整型。

3.1 &p[4][2] - &a[4][2]

• a[4][2] 很好找，p[4][2] 可以转换成 ((p + 4) + 2)，接下来就是分析 p + 4 以及 *(p + 4) + 2 在哪了。
  • p + 4：对于 p 来说，它所指向的数组应该只有 4 个元素，所以 p + 4 跳过的元素应该是 4 * 4 = 16，最后 p + 4 就指向了 a[3][1] 的为位置.
  • *(p + 4) + 2：*(p + 4) 就是访问从 a[3][1] 开始的向后 4 个元素，所以 *(p + 4) +2 的位置实际指向 a[3][3]

• 两个指针（地址）相减的绝对值是两个地址之间的元素个数

• 用小的地址（&p[4][2]）减去大的地址（&a[4][2]）的结果是 -4，但是以 %p 的形式打印 -4 出来就得先分析数据在内存中存储的情况了。

11111111 11111111 11111111 11111100  //-4 的补码

将 -4 的补码以 %p 的形式打印时，&p 认为 -4 的补码是个地址，地址是没有原反补概念的。
所以 %p 会直接将 -4 的补码直接以 16 进制的形式打印出来，结果就是 FFFFFFFC

3.2 &p[4][2] - &a[4][2]

• &p[4][2] 与 &a[4][2] 之间隔着 4 个元素，所以 &p[4][2] - &a[4][2] 结果就是 -4。以 %d 打印的出来的结果自然就是 -4 了。

笔试题 6

1. 笔试代码

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\n", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

• *(ptr1 - 1)：&aa 表示整个二维数组的地址，&aa + 1 指向了 10 的后面，ptr1 存着 10 后面的地址。将这个地址强转为 int* 赋给 ptr1，ptr1 的步长就变为了 4 个字节， ptr1 - 1 往前移动 4 个字节指向了 10 这个位置。

• *(ptr2 - 1)：aa 表示的是首元素（第一行）的地址，aa + 1 跳过第一行指向了 第二行的地址。*(aa + 1) 相当于直接拿到了第二行，也相当于拿到了第二行的数组名。而将第二行的数组名赋给 ptr2 ，ptr2 就等于指向了 第二行的第一个元素 6。因为 ptr2 是 int* 类型的指针，ptr2 - 1 往前移动 4 个字节指向了 5 这个元素。

笔试题7

1. 笔试代码

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

	printf("%s\n", *pa);

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

• a 是一个字符指针数组，该数组存储着每个串的第一个字符的地址。
• 数组名 a 表示数组首元素（“word”）的第一个字符 ‘w’ 的地址，将 a 赋给 pa 相当于让 pa 指向了数组的 ’ w '。

• pa++ 相当于让 pa 跳过了一个 char* 的元素指向了 a[1]，对 pa 解引用 通过 a[1] 的地址就找到了 a[1] 中存储的内容（“at”）了。

笔试题 8

1. 笔试代码

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

	printf("%s\n", **++cpp);			//解析在 3.1
	printf("%s\n", *-- * ++cpp + 3);	//解析在 3.2
	printf("%s\n", *cpp[-2] + 3);		//解析在 3.3
	printf("%s\n", cpp[-1][-1] + 1);	//解析在 3.4

	return 0;
}

2. 代码答案

3. 代码分析

• 整体布局图大致如下，具体怎么画的就不详细介绍了。

3.1：**++cpp

1. ++cpp 指向了 cp[1]，注意是对 cpp 进行 ++ 操作，此时 cpp 被改变彻底指向 cp[1]。
2. 第一次解引用（*cpp）后通过 cp[1] 中存储着的 c + 2 的地址找到了 c[2]。
3. 第二次解引用（**cpp）后通过 c[2] 中存储着的 ’ P ’ 的地址找到了 ’ P ’ 这个字符。
4. 最后再以 %s 的形式从 ’ p ’ 开始打印字符串 “POINT”。

3.2：*-- * ++cpp + 3

• 注意：此时的 cpp 指向 cp[1] 的位置。

1. 先算 ++cpp 让 cpp 指向 cp[2] 的位置，此时 cpp 被彻底改为指向 cp[2]。
2. 对 ++cpp 后的结果解引用找到了 cp[2] 中存放着的 c + 1 这个值。
3. 找到了 c + 1 ，让 c + 1 自减变成了 c （c[0]）。c[0] 中存放着 “ENTRE” 的首字符 ’ E ’ 的地址。此时 cp[2] 中的值 c + 1 彻底被改成了 c。
4. 从首字符 ’ E ’ 的地址 + 3 指向了 " ENTER " 的第二个 ’ E '。
5. 最后再解引用然后 %s 形式打印从 ’ E ’ 开始的字符串 “ER”。

3.3：*cpp[-2] + 3

• 注意：此时的 cpp 指向了 cp[2] 的位置。
• *cpp[-2] + 3 等于 *(*(cpp - 2) + 3)。

1. cpp[-2] 等价于 *(cpp - 2)，cpp - 2 指向了 cp[0] 的位置，*(cpp -2) 即访问 cp[0] 中存放的 c + 3 的地址。此时并没有改变 cpp 本身的值，cpp 本身还是指向 cp[2]。
2. *cpp[-2] ：为访问 c + 3 中存放着的 “FIRST” 的首字符 ’ F ’ 的地址；
3. *cpp[-2] + 3：为从 ’ F ’ 的地址开始指针 + 3 指向了 ’ S ’ 的地址。
4. 最后以 %s 的形式打印从 ’ S ’ 开始的字符串 “ST”。

3.4：cpp[-1][-1] + 1

• 注意：此时的 cpp 还是指向 cp[2] 的位置。
• cpp[-1][-1] + 1 等于 *(*(cpp - 1) - 1) + 1。

1. cpp[-1] 等价于 *(cpp - 1) ，cpp - 1 指向 cp[1] 这块空间。
2. cpp[-1][-1] 等于 (cpp - 1) - 1，(cpp - 1) 的结果是 c + 2 这个数值，*(cpp - 1) - 1 是让 c + 2 这个数值变成 c + 1，然后再对这个值进行解引用，此时得到的值为 “NEW” 的首字符 ‘N’ 的地址。
3. 从 ‘N’ 的地址 + 1，指向 ‘E’ 的地址。
4. 最后以 &s 的形式打印从 ‘E’ 开始的字符串 “EW”。