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【C】(笔试题)指针与数组，指针
2022-07-05 00:13:00 【心辛向荣】
博客主页:心辛向荣
系列专栏:【从0到1，C语言学习】
一句短话:你若盛开，蝴蝶自来！
博客说明:尽己所能，把每一篇博客写好，帮助自己熟悉所学知识，也希望自己的这些内容可以帮助到一些在学习路上的伙伴，文章中如果发现错误及不足之处，还望在评论区留言，我们一起交流进步！
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：
- 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。
- &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。
- 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：
- 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
- 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<stdio.h>
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<stdio.h>
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<stdio.h>
#include <string.h>
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<stdio.h>
#include<string.h>
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<stdio.h>
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<stdio.h>
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<stdio.h>
#include<string.h>
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<stdio.h>
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
//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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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 <stdio.h>
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！！！
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