C语言从入门到实战——数组和指针的强化练习题

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前言

C语言中指针和数组有着密切的关系，因为数组名在C语言中可以看作是一个指针常量。

指针是一个变量，存储的是另一个变量的地址。可以通过指针来访问另一个变量的值。指针变量可以存储任何类型的地址，包括数组的地址。

数组是一组相同类型的数据元素的集合。在C语言中，可以用数组名来表示整个数组，在这个意义上，数组名看起来像一个指针变量。实际上，数组名在C语言中可以看作是一个指向数组首元素的指针常量。

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1. sizeof和strlen的对比

1.1 sizeof

在学习操作符的时候，我们学习了 sizeof ，sizeof计算变量所占内存内存空间大小的，单位是字节，如果操作数是类型的话，计算的是使用类型创建的变量所占内存空间的大小。

sizeof 只关注占用内存空间的大小，不在乎内存中存放什么数据。

比如：

#inculde <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%d\n", sizeof(a));
	printf("%d\n", sizeof a);
	printf("%d\n", sizeof(int));
	return 0;
}

1.2 strlen

strlen 是C语言库函数，功能是求字符串长度。函数原型如下：

size_t strlen ( const char * str ); 

统计的是从 strlen 函数的参数 str 中这个地址开始向后， \0 之前字符串中字符的个数。
strlen 函数会一直向后找 \0 字符，直到找到为止，所以可能存在越界查找。

#include 
int main()
{
	char arr1[3] = {'a', 'b', 'c'};
	char arr2[] = "abc";
	printf("%d\n", strlen(arr1));//随机值
	printf("%d\n", strlen(arr2));
	printf("%d\n", sizeof(arr1));
	printf("%d\n", sizeof(arr1));
	return 0;
}

1.3 sizeof和strlen的对⽐

sizeof	strlen
1.sizeof是操作符	1.strlen是库函数，使用需要包含头文件 string.h
2.sizeof计算操作数所占内存的大小，单位是字节	2. srtlen是求字符串长度的，统计的是 \0 之前字符的隔个数
3.不关注内存中存放什么数据	3. 关注内存中是否有 \0 ，如果没有 \0 ，就会持续往后找，可能会越界

2. 数组和指针笔试题解析

2.1 一维数组

int a[] = { 1,2,3,4 };//a数组有4个元素，每个元素是int类型的数据

printf("%zd\n", sizeof(a));//16 - sizeof(数组名)的情况，计算的是整个数组的大小，单位是字节 - 16
printf("%zd\n", sizeof(a + 0));//a表示的就是数组首元素的地址,a+0还是首元素的地址 - 4/8
//int*
printf("%zd\n", sizeof(*a));//a表示的就是数组首元素的地址,*a 就是首元素，大小就是4个字节
printf("%zd\n", sizeof(a + 1));//a表示的就是数组首元素的地址，a+1就是第二个元素的地址，这里的计算的是第二个元素的地址的大小-4/8

printf("%zd\n", sizeof(a[1]));//a[1]是数组的第二个元素，大小是4个字节
printf("%zd\n", sizeof(&a));//&a - 取出的是数组的地址，但是数组的地址也是地址，是地址，大小就是4/8个字节

2.2 字符数组

代码1：

char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };//arr数组中有6个元素
printf("%d\n", sizeof(arr));//计算的是整个数组的大小，6个字节
printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//arr+0 是数组第一个元素的地址 4/8
printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr是首元素，计算的是首元素的大小，就是1个字节
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//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

代码2：

	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
	printf("%d\n", strlen(arr));//随机值
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));//随机值
	//'a'-97
//printf("%d\n", strlen(*arr));//err
//                   //'b'-98
//printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err
	printf("%d\n", strlen(&arr));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//随机值

代码3：

char arr[] = "abcdef";
printf("%zd\n", sizeof(arr));
printf("%zd\n", sizeof(arr + 0));//arr+0是数组首元素的地址，地址的大小是4/8个字节
printf("%zd\n", sizeof(*arr));//*arr是数组的首元素，这里计算的是首元素的大小 1
printf("%zd\n", sizeof(arr[1]));//1
printf("%zd\n", sizeof(&arr));//&arr - 是数组的地址，数组的地址也是地址，是地址就是4/8个字节
printf("%zd\n", sizeof(&arr + 1));//&arr+1，跳过整个数组，指向了数组的后边，4/8
printf("%zd\n", sizeof(&arr[0] + 1));//&arr[0] + 1是第二个元素的地址 4/8

代码4：

char arr[] = "abcdef";
printf("%zd\n", strlen(arr));//arr也是数组首元素的地址 6
printf("%zd\n", strlen(arr + 0));//arr + 0是数组首元素的地址，6
//printf("%zd\n", strlen(*arr));//？传递是'a'-97,//err
//printf("%zd\n", strlen(arr[1]));//?'b'-98//err
printf("%zd\n", strlen(&arr));//6, &arr虽然是数组的地址，但是也是指向数组的起始位置
printf("%zd\n", strlen(&arr + 1));//随机值
printf("%zd\n", strlen(&arr[0] + 1));//&arr[0] + 1是第二个元素的地址 - 5

代码5：

char* p = "abcdef";
printf("%zd\n", sizeof(p));//4/8 计算的指针变量的大小
printf("%zd\n", sizeof(p + 1));//p + 1是'b'的地址，是地址大小就是4/8个字节
printf("%zd\n", sizeof(*p));//*p就是'a'，大小是1个字节
printf("%zd\n", sizeof(p[0]));//p[0]--> *(p+0) - *p //1字节
printf("%zd\n", sizeof(&p));//&p也是地址，是指针变量p的地址，大小也是4/8个字节
printf("%zd\n", sizeof(&p + 1));//&p + 1是指向p指针变量后面的空间，也是地址，是4/8个字节
printf("%zd\n", sizeof(&p[0] + 1));//&p[0]+1是'b'的地址，是地址就是4/8个字节

代码6：

char* p = "abcdef";
printf("%zd\n", strlen(p));//6
printf("%zd\n", strlen(p + 1));//5
//printf("%zd\n", strlen(*p));//err
//printf("%zd\n", strlen(p[0]));//p[0]--*(p+0)-->*p //err
printf("%zd\n", strlen(&p));//随机值
printf("%zd\n", strlen(&p + 1));//随机值
printf("%zd\n", strlen(&p[0] + 1));//5

2.3 二维数组

//二维数组也是数组，之前对数组名理解也是适合
int a[3][4] = { 0 };
printf("%zd\n", sizeof(a));//12*4 = 48个字节，数组名单独放在sizeof内部
printf("%zd\n", sizeof(a[0][0]));//4
printf("%zd\n", sizeof(a[0]));//a[0]是第一行这个一维数组的数组名，数组名单独放在sizeof内部了
//计算的是第一行的大小，单位是字节，16个字节

printf("%zd\n", sizeof(a[0] + 1));//a[0]第一行这个一维数组的数组名,这里表示数组首元素
//也就是a[0][0]的地址，a[0] + 1是a[0][1]的地址 4/8

printf("%zd\n", sizeof(*(a[0] + 1)));//a[0][1] - 4个字节
printf("%zd\n", sizeof(a + 1));//a是二维数组的数组名，但是没有&，也没有单独放在sizeof内部
//所以这里的a是数组收元素的地址，应该是第一行的地址，a+1是第二行的地址
//大小也是4/8 个字节
printf("%zd\n", sizeof(*(a + 1)));//*(a + 1) ==> a[1] - 第二行的数组名，单独放在sizeof内部，计算的是第二行的大小
//16个字节
printf("%zd\n", sizeof(&a[0] + 1));//&a[0]是第一行的地址，&a[0]+1就是第二行的地址，4/8
printf("%zd\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//访问的是第二行，计算的是第二行的大小，16个字节
//int(*p)[4] = &a[0] + 1;
//
printf("%zd\n", sizeof(*a));//这里的a是第一行的地址，*a就是第一行，sizeof(*a)计算的是第一行的大小-16
//*a --> *(a+0) --> a[0]
printf("%zd\n", sizeof(a[3]));//这里不存在越界
//因为sizeof内部的表达式不会真实计算的
//计算的是第四行的大小-16

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。

3. 指针运算笔试题解析

3.1 题目1：

int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int* ptr = (int*)(&a + 1);
printf("%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));

3.2 题目2

struct Test
{
	int Num;
	char* pcName;
	short sDate;
	char cha[2];
	short sBa[4];
}*p = (struct Test*)0x100000;
printf("%#x\n", p + 0x1); //0x100000+20 == 0x100014
printf("%#x\n", (unsigned long)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100001
printf("%#x\n", (unsigned int*)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100004

3.3 题目3

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

3.4 题目4

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]);

3.5 题目5

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));

3.6 题目6

   char* a[] = { "work","at","alibaba" };
char** pa = a;
pa++;
printf("%s\n", *pa);
 

3.7 题目7

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);

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