（C语言）指针和数组笔试题解析

一维数组

//一维数组
int a[] = {1,2,3,4};

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));//4/8
//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
//首元素的大小就是4个字节

printf("%d\n",sizeof(a+1));//4/8
//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，也就是个地址

printf("%d\n",sizeof(*&a));//16(整个数组的大小)
//&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

printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//4/8
//&a取出的是数组的地址
//&a的类型为int(*)[4]
//&a+1 是从数组a的地址向后跳过了一个（4个整型元素的）数组的大小
//本质上&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]

字符数组

我们计算之前先了解两个概念

strlen是库函数，只针对字符串，strlen是求一个字符串长度的函数从你给定的合理地址开始，一直找到’\0’为之，计算这之间共有多少个字符。或者说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。
sizeof是操作符，sizeof只关注占用内存空间的大小，不在乎内存中放的是什么

//字符数组
char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};

printf("%d\n", sizeof(arr));//6
//sizeof(数组名)

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
//arr[1]第二个元素'b',char大小是一个字节

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是跳过一整个数组后的地址

printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4/8
//&arr[0] + 1是第二个元素的地址

printf("%d\n", strlen(arr));//随机值（大于等于6）
//字符串中没有'\0',不知道strlen什么时候停下来

printf("%d\n", strlen(arr+0));//随机值
//字符串中没有'\0',不知道strlen什么时候停下来

printf("%d\n", strlen(*arr));//--> strlen('a');-->strlen(97);//野指针
//内存单元编号为97的那片存储空间还未定义，不能使用

printf("%d\n", strlen(arr[1]));//-->strlen('b')-->strlen(98);//野指针
//内存单元编号为98的那片存储空间还未定义，不能使用

printf("%d\n", strlen(&arr));//随机值
//&arr是整个数组的地址，还是从头开始找，但arr数组里没有'\0'，是随机值

printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值-6
//&arr+1是跳过整个数组的地址，从整个数组之后直到找到'\0'为之，是随机值

printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//随机值-1
//&arr[0] + 1是第二个元素的地址，从第二个元素之后直到找到'\0'为之，是随机值

char arr[] = "abcdef";

//[a b c d e f \0]
printf("%d\n", sizeof(arr));//7
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//地址  4/8
printf("%d\n", sizeof(*arr));//第一个元素的大小  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

//[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));//--> strlen('a');-->strlen(97);//野指针  err
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//--> strlen('b');-->strlen(98);//野指针  err
printf("%d\n", strlen(&arr));//从一个元素开始6
printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//从第二个元素开始5

char *p = "abcdef";

printf("%d\n", sizeof(p));//4/8
//首元素的地址
printf("%d\n", sizeof(p+1));//4/8
//p+1跳过一个字节，但还是一个地址
printf("%d\n", sizeof(*p));//1
//首元素的地址解引用是a，a占一个字节
printf("%d\n", sizeof(p[0]));//1
//首元素a占一个字节p[0]--->*(p+0)
printf("%d\n", sizeof(&p));//4/8
//p已经是一个地址了，再进行取地址操作，二级指针
printf("%d\n", sizeof(&p+1));//4/8
//取出p的地址，再+1是p的后面的一个地址
printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));//4/8
//b的地址

printf("%d\n", strlen(p));//6
//从a开始向后数
printf("%d\n", strlen(p+1));//5
//从b开始向后数
printf("%d\n", strlen(*p));//err
//strlen('a');-->strlen(97);//野指针
printf("%d\n", strlen(p[0]));//err
//strlen('a');-->strlen(97);//野指针
printf("%d\n", strlen(&p));//随机值
//站在p的角度看，直到找到'\0'为止
printf("%d\n", strlen(&p+1));//随机值
//站在p后面的一个地址的角度看，直到找到'\0'为止
printf("%d\n", strlen(&p[0]+1))//5
//站在b的角度看，直到找到'\0'为止

二维数组（重点）

//二维数组
int a[3][4] = {0};

printf("%d\n",sizeof(a));//48
//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

printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//4
//a[0][0]代表第一个元素

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
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));//4
//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
//对(a[0]+1))解引用就是第一行第二个元素

printf("%d\n",sizeof(a+1));//4/8
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//16
//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
//对(a+1)解引用就是表示第二行

printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//4
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//16
//&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
//对第二行的地址解引用得到的是第二行

printf("%d\n",sizeof(*a));//16
//a没有单独放在sizeof内部，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

这里不会真的去访问第四行
类比
int a = 10;
sizeof(int);
sizeof(a);
sizeof只要知道类型就会知道占几个字节。

指针笔试题

第一题

在x86的环境下

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);
	//0x100000+20转化为十六进制是0x100014
	printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
	//1,048,576+1 --> 1,048,577
	//长整型，终归是一个整形，就只是整形数据+1
	//0x100001
	printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);
	//unsigned int*类型占4个字节+1，跳过4个字节
	//0x100000+4-->0x100004
	return 0;
}

答案：

换成x64的环境结构体大小会改变，最后算出来的可能就不是这个结果了。

第二题

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;
}

答案：

对于ptr2的解释：vs编译器下是小端模式存储的，int类型的数组，每个元素占四个字节，在内存中的存储如下图所示。a是首元素的地址，假设是0x0012ff40，然后被强制类型转换为int类型，当前a就是一个普通的整形数字，+1之后变为0x0012ff41，然后再把ptr2强制类型转化为int*类型的，指向下图所示位置，输出时小端存储模式，数据高位存在高地址，数据低位存在低地址，%x按照16进制输出，高位的0舍去，即输出2000000

第三题

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

答案：

此处不是正常的数组赋值，（0，1）是逗号表达式，（0，1）最后代表的值就是1，也就是最后的那个值就是逗号表达式的值，以此类推。最后赋进去的值其实是1，3，5，0，0，0。
a[0]是第一行的数组名，数组名没有单独放在sizeof’内部，也没有&数组名，那么数组名就是首元素的地址，也就是元素a [0] [0]的地址，p是个整形指针，p[0]相当于*（p+0），所以最后输出1.

第四题（难）（详解）

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;
}

对int(*p)[4];解释：
p变量是数组指针类型的变量，p+1的含义是往后四个整形，因为p代表4个int类型数组的地址

p [ 4 ] [ 2 ]–>* ( *（p+4）+2）就是先往后走四个p的数组指针类型，也就是往后走16个字节。
*（p+4）就是访问p+4向后的四个字节（因为p的类型是包含4个整形的数组的指针），在这四个字节里再往后走两个整形，最后找到的就是蓝色区域。

至于a[4][2]比较容易理解就是红色的区域。

取出他们的地址然后相减，相同类型的地址减去地址就代表两者之间相差的元素个数。

低地址-高地址最后得到-4.
原码：10000000 00000000 00000000 00000100
反码：11111111 11111111 11111111 11111011
补码：11111111 11111111 11111111 11111100
负数在内存中以补码形式存放，以%p的形式打印就是默认补码为地址，并且为16进制的
即ff ff ff fc
以%d打印就是-4了

第五题

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));//aa[1]
    printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
    return 0;
}

解释：
&aa要注意了，取的是是整个2行5列数组的地址，+1，跳过的是这整个数组的地址，然后强制类型转换为int*类型，限制了你的步长就为一个字节，-1就是往回走一个字节，就回到了10的位置，输出10.
aa是数组名，前面没有取地址，也没有单独放在sizeof内部，那么它就代表首元素即第一行的地址，+1跳过一行，走到第二行这一整行，此时还是一整个数组的地址，再解引用就拿到了第二行，此时是内部一个元素的地址，解引用之前是数组指针类型，解引用之后是整形指针类型。通过强制类型转换限制步长之后（这一步其实可有可无，因为在强制类型转换之前已经是整形指针类型了），-1就对应的是5的地址，所以输出5.

第六题（难）

#include 
int main()
{
 char *a[] = {"work","at","alibaba"};
 char**pa = a;
 pa++;
 printf("%s\n", *pa);
 return 0;
}

答案：

这里有三个字符串，分别把它们首元素的地址存到a数组里，a数组代表三个char*类型的数组，
其次知道int * a里的a代表它是一个int类型的指针+1跳过的就是int的大小，即四个字节
所以这里的char * * pa里的pa+1就代表跳过一个int * 类型的大小
所以这里就是跳过第一行来到第二行，此时pa还是一个二级指针，对pa解引用就是当前第二行的地址，%s从a开始往后打印遇到’\0’停止，就是at

第七题

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;
}

答案：

最原始的关系图

**++cpp：首先++cpp指向c+2，然后解引用指向POINT，再解引用就找到了POINT这个字符串，然后打印。
每次解引用时类型才会发生改变。

–++cpp+3：上一步自加操作之后再++，就指向c+1然后对其解引用指向NEW，再- -指向ENTER解引用找到ENTER的首地址+3跳过三个字节，此时指针位置在c[0]数组元素的第二个E的位置上，往后打印就是ER。

*cpp[-2]+3： 简写为 * ( * (cpp-2))+3，此时cpp经过上两步的变换之后到了c+1的位置，cpp-2指向c+3，解引用指向FIRST，再解引用拿到了FIRST，+3之后，此时指针位置在c[3]数组元素的S的位置上，往后打印就是ST。

cpp[-1][-1]+1：简写为*（*（cpp-1）-1）+1，cpp-1指向c+2，解引用指向POINT然后对其再-1就指向NEW，解引用就拿到了NEW，+1之后，指针位置在c[1]数组元素的E的位置上，往后打印就是EW。