指针和数组笔试题深度解析（上）
目录
- 前言
-
- 核心要点
- 一维数组
- 字符数组
-
- 类型一
- 类型二
- 类型三
- 二维数组
- 总结
前言
本文带大家详细了解 sizeof 与 strlen 在指针和数组方面的应用，让大家不再傻傻分不清楚，提高大家对其的理解。（注：以下代码均在x86 (32位) 环境下运行）
核心要点
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。
sizeof 与 strlen 的作用：
sizeof 是计算对象或者类型创建的对象所占内存空间的大小，单位是字节
sizeof 是操作符，不是函数, sizeof 不关注 \0
strlen 求字符串长度的，从给定的地址出发计算字符串中 \0 之前出现的字符的个数,统计到 \0 为止,如果没有看到 \0，会继续往后找
strlen 是库函数,使用需要包含头文件
指针加一跳多长？
char *p; //一级指针 *p里的*说明p是指针，指向的类型是char型
char* *pp=&p; //二级指针 *pp里的*说明pp是指针，指向的类型是char*型
p+1跳过的是一个char型对象
pp+1跳过的是一个char*型对象
指针加一跳多长，取决于指针指向对象的类型
一维数组
下面一段代码大家可以先试着做一做，想一想
#include输出：
下面我们来逐个分析：
int a[] = {1,2,3,4}; //数组a有4个元素，每个元素占4个字节，
printf("%d\n",sizeof(a)); // 16
//a作为数组名单独放在sizeof内部，计算的是数组的总大小，单位是字节
printf("%d\n",sizeof(a+0)); // 4/8
//a并非单独放在sizeof内部，也没有&，所以数组名a就是数组首元素的地址
//a+0还是数组首元素的地址，是地址其大小就是 4/8 个字节(x86是4字节，x64是8字节)
printf("%d\n",sizeof(*a)); // 4
//a是首元素的地址，*a就是首元素，sizeof(*a)算的就是首元素的大小
printf("%d\n",sizeof(a+1)); // 4/8
//a是首元素的地址,a+1是第二个元素的地址，sizeof(a+1)计算的是指针也就是地址大小
printf("%d\n",sizeof(a[1])); // 4
//a[1]就是数组的第二个元素，sizeof(a[1])的大小 - 4个字节
printf("%d\n",sizeof(&a)); // 4/8
//&a取出的整个数组的地址，数组的地址，也是地址呀，sizeof(&a)就是 4/8 个字节
printf("%d\n",sizeof(*&a)); // 16
//&a是数组的地址，是数组指针类型，*&a是数组指针解引用，访问一个数组的大小
//sizeof(*&a) ==> sizeof(a) =16
printf("%d\n",sizeof(&a+1)); // 4/8
//&a数组的地址，&a+1跳过整个数组，&a+1还是地址，是 4/8 个字节
printf("%d\n",sizeof(&a[0])); // 4/8
//a[0]是数组的第一个元素，&a[0]是第一个元素的地址，是 4/8 个字节
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1)); // 4/8
//&a[0]是第一个元素的地址，&a[0]+1就是第二个元素的地址,是 4/8 个字节
字符数组
类型一
有了以上讲解相信大家对下面代码应该会得心应手
#include输出：
分析：
char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' }; //每个 char 型字符占一个字节，整个数组占6个字节
printf("%d\n", sizeof(arr)); // 6
//arr是数组名，并且是单独放在sizeof内部，计算的是数组总大小，单位是字节 - 6
printf("%d\n", sizeof(arr + 0)); // 4/8
//arr是数组名，并非单独放在sizeof内部，arr表示首元素的地址，arr+0还是首元素的地址
printf("%d\n", sizeof(*arr)); // 1
//arr是首元素的地址，*arr就是首元素，sizeof计算的是首元素的大小，是1字节
printf("%d\n", sizeof(arr[1])); // 1
printf("%d\n", sizeof(&arr)); // 4/8
//&arr-取出的是数组的地址，sizeof(&arr)计算的是数组的地址的大小，是地址就是4/8字节
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1)); // 4/8
//&arr是数组的地址，&arr+1跳过整个数组，指向'f'的后边，&arr+1的本质还是地址
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1)); // 4/8
//&arr[0]是‘a’的地址，&arr[0]+1是'b'的地址,是地址就是4/8字节
我们再来看看 strlen 函数的使用：
#include输出：
为什么会出现这种情况呢？strlen(*arr) 有什么问题呢？
arr是数组首元素的地址,*arr 是首元素 - ‘a’ - 97
strlen就把 ‘a’ 的ASCII码值 97 当成了地址
导致非法访问内存，也就是 err（注：像这种地址都是不能访问的）
它下面的一段代码是 arr[1] ,也就是 ‘b’ - 98，也是不能访问的。
我们将它俩屏蔽再来看看结果：
不知道大家有没有发现好像两次输出的结果有点小差异，第一次输出是：23 23，这与19 19不同，为什么呢？
我们来分析一下：
char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
printf("%d\n", strlen(arr)); //随机值
//arr是数组名，但是没有放在sizeof内部，也没&，arr就是首元素的地址
//strlen得到arr后，从arr数组首元素的地方开始计算字符串的长度，直到直到\0，但是arr数组中没有\0，arr内存的后边是否有\0，在什么位置是不确定的，所以\0之前出现了多少个字符是随机的。
printf("%d\n", strlen(arr + 0)); //随机值
//arr是数组首元素的地址，arr+0还是首元素的地址
//printf("%d\n", strlen(*arr));
//printf("%d\n", strlen(arr[1]));
printf("%d\n", strlen(&arr)); //随机值
//&arr是数组的地址，数组的地址也是指向数组起始位置，和第一个案例一样
printf("%d\n", strlen(&arr + 1)); //随机值-6
//跳过整个数组，整个数组大小为6个字节，所以在随机值的基础上-6
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1)); //随机值-1
//&arr[0] + 1是第二个元素地址，所以是随机值-1
类型二
废话不多说上代码：
#include输出：
相信大家应该挺疑惑的吧，为什么会是 7 不是 6 呢？
首先我们得知道，"abcdef"里面存了啥？
其实在这个字符串最后面有一个 \0 没有写出来
写成大括号的形式就是{‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’,‘\0’}
我们再看 sizeof 的用法：strlen 求字符串长度的，计算的是字符串中 \0 之前出现的字符的个数,统计到 \0 为止,如果没有看到 \0，会继续往后找
如此想必大家都明白了吧。
分析：
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr)); // 7
printf("%d\n", sizeof(arr + 0)); // 4/8
//首元素地址
printf("%d\n", sizeof(*arr)); // 1
//arr[0]的大小
printf("%d\n", sizeof(arr[1])); // 1
printf("%d\n", sizeof(&arr)); // 4/8 不多解释了
printf("%d\n", sizeof(&arr + 1)); // 4/8
printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1)); // 4/8
再来看关于 strlen 的：
#include看输出：
分析：
printf("%d\n", strlen(arr)); // 6 arr是整个数组地址
printf("%d\n", strlen(arr + 0)); // 6 arr+0是首元素地址
printf("%d\n", strlen(&arr)); // 6 &arr是整个数组地址
printf("%d\n", strlen(&arr + 1)); //随机值 &arr+1是跳过整个数组后的地址
printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1)); //5 &arr[0] + 1是第二个元素的地址
类型三
#include输出：
分析：
printf("%d\n", sizeof(p)); // 4/8
//p存放的是字符串首元素 —‘a’的地址,地址大小就是 4/8
printf("%d\n", sizeof(p + 1)); // 4/8 ‘b’的地址
printf("%d\n", sizeof(*p)); // 1 首元素‘a’的大小为一字节
printf("%d\n", sizeof(p[0])); // 1 首元素‘a’的大小为一字节
printf("%d\n", sizeof(&p)); // 4/8 取出首元素地址
printf("%d\n", sizeof(&p + 1)); // 4/8 ‘b’的地址
printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1)); // 4/8 ‘b’的地址
再上strlen：
#include输出：
是不是没有想到呢，我们来分析一下：
const char* p = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(p)); //6 首元素地址
printf("%d\n", strlen(p + 1)); //5 第二个元素地址
printf("%d\n", strlen(&p)); //随机值
//p是首元素地址，那么&p就是把 p 的地址取出来，strlen从 p 的地址处开始找\0,见下图
printf("%d\n", strlen(&p + 1)); //随机值
printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1)); //5 第二个元素地址
假设‘a’的地址是 0x0012ff40 ,那么p里存放的就是该地址，如下图：
strlen(&p)就是把p的地址放进去，然后从p的地址处开始找 \0 ,如图
图中标出&p的位置，从该处往后找 \0 ,地址是占4个或8个字节，我们这里用x86，占4个字节，那里面的数是怎么样的呢？（假设我们是小端存储，如有不懂请看往期）
我们可以看到第四个字节位置是00，也就是 \0 ,strlen应该是读到这里为止，那么strlen(&p)应该为3，这是在‘a’的地址确定的情况下，问题是我们不知道‘a’的地址是多少，在每次测试时都有可能不同，所以就是随机值了。strlen(&p + 1)也是同样的道理。
二维数组
首先来补充一点：（假设有个二维数组 int arr[3][4]）
arr 也可以看做另类的一维数组，我们可以把每行当成一个元素，这样第一行就可以用 a[0]来表示，第二行用 a[1]来表示，以此类推(a[0]、a[1]若是单独放在sizeof里面，或者前面加了个&，则a[0]、a[1]的类型才是int(*)[4]，才能代表一行元素的地址，否则只能代表一行的首元素地址。如有疑惑看往期—指针进阶)，那么每一行里的具体元素怎么表示呢？我们可以再加个括号即可，如：第一行第二个元素，我们可以写成：a[0][1]也可以写成 *(a[0]+1) 还可以写成 * ( *(a+0)+1)来表示，为什么呢？
我们知道 *(a+1)==a[1] ,那么二维数组第一行 a[0] 也可以写成 *(a+0) ,同样的 a[0][1]也就可以写成 *(a[0]+1)
下面我们来练练二维数组：
#include输出：
不知道大家准确率咋样，我们直接开始分析了：
int a[3][4] = { 0 };
printf("%d\n", sizeof(a)); // 48
//a是二维数组的数组名，数组名单独放在sizeof内部，计算的是数组的总大小，单位是字节
printf("%d\n", sizeof(a[0][0])); // 4
//a[0][0]是一个整型元素，大小是4个字节
printf("%d\n", sizeof(a[0])); // 16
//a[0]是第一行的数组名，第一行的数组名单独放在sizeof内部,计算的是第一行的总大小，单位是字节 - 16
printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1)); // 4/8
//a[0]虽然是第一行的数组名，但是并非单独放在sizeof内部
//a[0]作为第一行的数组名并非表示整个第一行这个数组，a[0]就是第一行首元素的地址，a[0]--> &a[0][0] - int*
//a[0]+1，跳过一个int，是a[0][1]的地址 4/8字节
printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1))); // 4
//a[0]+1是第一行第二个元素的地址，所以*(a[0]+1)就是a[0][1]，大小是4个字节
printf("%d\n", sizeof(a + 1)); // 4/8
//a是二维数组的数组名，没单独放在sizeof内部，也没有&，所以a就是数组首元素的地址
//二维数组，我们把它想象成一维数组，它的第一个元素就是二维数组的第一行
//a就是第一行的地址，a+1 是第二行的地址，是地址，大小就是 4/8 个字节
printf("%d\n", sizeof(*(a + 1))); // 16
//a+1是第二行的地址，*(a+1) 找到的就是第二行，sizeof(*(a + 1))也就是sizeof(a[1])计算的就是第二行的大小
printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1)); // 4/8
//&a[0]是第一行的地址，&a[0]+1就是第二行的地址，sizeof(&a[0] + 1)计算的第二行地址大小
printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1))); // 16
//&a[0] + 1是第二行的地址，*(&a[0] + 1)拿到的就是第二行，大小就是16个字节
printf("%d\n", sizeof(*a)); // 16
//a表示首元素的地址，就是第一行的地址 - &a[0]
printf("%d\n", sizeof(a[3])); //16
//a[3]是二维数组的第4行，虽然没有第四行，但是类型能够确定，大小就是确定的。大小就是一行的大小，单位是字节 - 16
总结
做这类题就是要抓住核心要点，明白 strlen、sizeof 的用法，再多加练习就能做到秒杀，相信大家看完本期一定收获满满吧，以后碰到就不怕了。