C语言笔记（指针题目）例题+图解

        本文分为两部分 ，第一部分为数组、字符串、字符指针在sizeof和strlen中的辨析，第二部分是一些笔试题目。若有错误，请批评指正。

目录

1.第一部分

1.1.数组名的使用

1.1.1一维整型数组在sizeof中的使用

1.1.2一维字符数组在sizeof中的使用

1.1.3一维字符数组在strlen中的使用

1.1.4.一字符串在sizeof中的使用

1.1.5.一字符串在strlen中的使用

1.2字符指针在sizeo和strlen中的使用

1.2.1 字符指针在sizeof中的使用

1.2.2 字符指针在strlen中的使用

2.第二部分（指针笔试题）

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1.第一部分

注意：

1.sizeof()是操作符，只关注占用的内存空间的大小，单位是字节，不访问内存中的存储的内容。
2.strlen()是库函数，用来求字符串的长度，统计的是字符'\0'出现之前的字符的个数，当函数在内存中找到’\0‘才算结束，所以strlen可能会越界访问。

3.以下所有的代码均在32位的环境中，因此地址为4个字节。

3.数组名字的意义

        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。

1.1.数组名的使用

1.1.1一维整型数组在sizeof中的使用

int main()
{int a[] = { 1,2,3,4 };printf("%d\n", sizeof(a));  //16 ()中只有数组名，表示整个数组，所测量的是整个数组printf("%d\n", sizeof(a + 0));//a+0就是数组首元素的地址，地址的大小为4个字节printf("%d\n", sizeof(*a));//*a表是的数组首元素，是一个整型变量 4个字节//a不是单独存在时，表示的首元素地址，*a就是元素  1 printf("%d\n", sizeof(a + 1));//a为首元素地址，+1之后还是地址  4个字节printf("%d\n", sizeof(a[1]));// 数组第二个元素  4个字节printf("%d\n", sizeof(&a));//&a数组指针，地址为 4个字节printf("%d\n", sizeof(*&a));// * & 两者相互抵消，是整个数组， 16个字节printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//是地址，指向的是第二个元素， 4个字节printf("%d\n", sizeof(&a[0])); //首元素地址  4个字节printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1)); //第二个元素地址  4个字节return 0;
}

1.1.2一维字符数组在sizeof中的使用

int main()
{char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };//char类型数据大小为一个字节printf("%d\n", sizeof(arr));// 6个字节，arr单独存放，是整个数组printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4个字节，（arr+0）表示为首元素地址printf("%d\n", sizeof(*arr));// 1个字节 ，arr表示首元素地址，*arr为首元素'a'printf("%d\n", sizeof(arr[1]));// 1个字节，第二个元素'b'printf("%d\n", sizeof(&arr));//4个字节  数组指针，&arr为地址printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4个字节  地址加1还是地址，数据类型不变printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4个字节 取首元素的地址，+1还是地址return 0;
}

1.1.3一维字符数组在strlen中的使用

        strlen 的返回值是字符的个数，形式参数是字符指针

size_t strlen ( const char * str );

  size_t                无符号整型，返回值

 const char * str  字符指针，形式参数  const为关键字限定str无法修改

int main()
{char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };printf("%d\n", strlen(arr));	//随机值,arr为数组的首元素地址，但是数组中没有'\0'printf("%d\n", strlen(arr + 0));//arr+0，arr是地址+0之后还是地址，函数无法接受，printf("%d\n", strlen(*arr));	//表示是'a'— 97,非法访问，printf("%d\n", strlen(arr[1])); //表示是'b'— 98，非法访问printf("%d\n", strlen(&arr));   //数组指针，是指针会报警的，但是从数组指针开始计算还是随机值printf("%d\n", strlen(&arr + 1));// 数组指针，+1 之后地址跳过数组，随机值printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//表示的是第二个元素的地址，也是随机值return 0;
}

1.1.4.一字符串在sizeof中的使用

int main()
{char arr[] = "abcdef";//数组中的元素是 a b c d e f \0  共7个元素printf("%d\n", sizeof(arr));	// 7个字节,数组名字单独存放就是整个数组printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//4个字节 arr+0表示&arr[0],首元素地址printf("%d\n", sizeof(*arr));	// 一个字节printf("%d\n", sizeof(arr[1])); // 一个字节printf("%d\n", sizeof(&arr));	// 四个字节printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));// 四个字节printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));// 四个字节return 0;
}

1.1.5.一字符串在strlen中的使用

        数组名在strlen函数中仍然是首个元素的地址。

int main()
{char arr[] = "abcdef";//数组中的元素是 a b c d e f \0  共7个元素printf("%d\n", strlen(arr)); // 6 字符串中有6个字符 '\0' 不算在内printf("%d\n", strlen(arr + 0));//6 表示&arr[0]，首元素的地址，printf("%d\n", strlen(*arr));//*arr是'a'，非法访问 printf("%d\n", strlen(arr[1]));//arr[1]是'b',属于非法访问printf("%d\n", strlen(&arr));//6  &arr是数组指针，printf("%d\n", strlen(&arr + 1));// 5 &arr是数组指针，但是其指向的仍然是数组的首元素处// +1 之后指向数组的第二个元素，跳过了第一个元素  printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));// 5  一个元素的地址 +1 跳过了 第一个元素return 0;
}

1.1.6二维数组在sizeof中的使用

        二维数组的数组名表示的是首行元素的地址，是数组指针。arr[0]是第一行数组。

int main()
{int a[3][4] = { 0 };printf("%d\n", sizeof(a));// 48个字节，一共12个元素，一个元素 4个字节printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));// 第一个元素， 4 个字节printf("%d\n", sizeof(a[0]));// 第一行数组  a[0]是第一行数组的名字，单独存在即一个数组  16个字节printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));//a[0]为首元素地址,+1跳到第二个元素地址，4个字节printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));// 4个字节  第二个元素printf("%d\n", sizeof(a + 1));// a + 1表示是a[1]是第二行地址 4个字节printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));// 表示的是第二行的数组， 16个字节printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));// &a[0]是第一行的地址，+1 指是第二行的地址， 4个字节printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//第二行有四个元素， 16个字节printf("%d\n", sizeof(*a));//a为首元素地址，就是第一行的地址， 16个字节printf("%d\n", sizeof(a[3]));//访问的是数组的第四行元素，数组越界，但是可以计算，//sizeof()中表达式是不会计算的，不会访问真是的空间，按照类型出的结果。// *a -- *(a+0) -- a[0]return 0;
}

1.2字符指针在sizeo和strlen中的使用

1.2.1 字符指针在sizeof中的使用

int main()
{char *p = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(p));//p为指针 4个字节printf("%d\n", sizeof(p + 1));// +1 跳出整个字符串地址4个字节printf("%d\n", sizeof(*p));// p 指向的第一个元素 *p 就为 'a'  1个字节printf("%d\n", sizeof(p[0]));// p[0] --*(p+0),首个元素   1个字节printf("%d\n", sizeof(&p));//  二级指针   4个字节 printf("%d\n", sizeof(&p + 1));// 二级指针 +1 还是指针 4个字节printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));//第一个元素的指针 +1 表示的第二个元素的指针 4个字节 return 0;
}

1.2.2 字符指针在strlen中的使用

int main()
{char *p = "abcdef";printf("%d\n", strlen(p));// p是一个指向'a'的一个字符指针， 6printf("%d\n", strlen(p + 1));// 5 指针+1  指针指向的是 'b'printf("%d\n", strlen(*p));// 非法访问printf("%d\n", strlen(p[0]));// 相当于 *（p+0）非法访问printf("%d\n", strlen(&p));// 二级指针 随机值printf("%d\n", strlen(&p + 1));// 随机值 printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1)); //5 &p[0]相当于p了 ， p+1指向第二个元素return 0;
}

2.第二部分（指针笔试题）

本部分共八个题目

1.

int main()
{int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int *ptr = (int *)(&a + 1);           // &a+1 已经跳出整个数组了 //强制转换成int*类型的指针 printf("%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));//（a+1）中的a为首元素地址 a+1 只想第二个元素return 0;							  
}
//结果为 2，5  

分解

（1）第4行

int *ptr = (int *)(&a + 1);    

        &a为数组指针，指向的是数组的首元素地址；所以&a+1就可以跳出整个数组，+1它的步长就是整个数组的长度。

        （int*）为强制转换类型，(int *)(&a + 1)可以把数组指针&a+1强制转换成整型指针，并且将指针的值赋予ptr，那么ptr的值和（&a+1）是一样的，但是其类型，步长是不一样的

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

        a+1中的a表示首元素的地址，a+1表示是第二个元素的地址，*（a+1）解引用的就是 2

*（ptr-1），ptr的地址向低地址移动四个字节，指向的是第五个元素。*（ptr-1）为5。

2.

#include <stdio.h>
struct Test
{int Num;char *pcName;short sDate;char cha[2];short sBa[4];
}*p;
//假设p 的值为0x100000。 如下表表达式的值分别为多少？
//结构体的大小是20字节
int main()
{int p = 0x100000;printf("%p\n", p + 0x1);//p+1 0x100000+0x1=0x100001printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);//强制转换成 无符号整型 0x100001printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);//强制转换成无符号整型指针 +1 就是+0x4  结果为 0x100004 return 0;
}

     上述程序结果为0x00100001 0x00100001 0x00100004 

         *p为结构体指针，但是此题中根本没有使用到结构体指针的大小和指向等问题，

printf("%p\n", p + 0x1);

        0x1对于十进制来说就是1；但是输出的是%p形式，以地址的方式输出，要输出8位数字。

p=0x100000+0x1=0x100001；输出的是0x00100001。

printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);

        (unsigned long)p 将p强制转换成无符号整型，但是输出的仍然是地址的形式，因此和上面+1计算一样，结果都是 0x00100001。

printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);

     (unsigned int*)p 将p强制转换成无符号指针类型，其大小为4个字节，+1步长为4个字节，

因此p+1就是指针加4，结果就是0x00100001+0x4，输出为0x00100001。

3.

//机器为小端存储
int main()
{int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };int *ptr1 = (int *)(&a + 1);int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);//a为数组的第一个元素的指针，强制转换成int 图解//数组a 的存储方式 01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);//ptr[-1]-- *(ptr-1)return 0;
}
//结果 0x4 ，0x2000000//%x就是打印16进制的字符

        数组元素的存储方式为小端存储，小端存储就是数据低位放在地址值，数据高位放在高地址。

a[4]数组在内存中的存储方式：每一个小方块为一个字节，有8个bit的内存。

       

int *ptr1 = (int *)(&a + 1);

            &a为数组指针，指向的是数组的首元素地址；所以&a+1就可以跳出整个数组，+1它的步长就是整个数组的长度。

int *ptr2 = (int *)((int)a + 1)

        a为数组名，是首元素地址，强制转化成int类型，+1就是数字+1，强制转换成int*类型，a在原来地址的基础上向高地址挪动一个字节，相当于指向第一个整型元素的第2个字节。*ptr，输出的是整型元素，需要从低地址到高地址四个字节，从第一个元素的第二个字节，到第二个元素的第一个字节，因此 *ptr就是 0x2000000 。

4.

#include <stdio.h>
int main()
{int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };//int a[3][2] = {1,3,5};int *p;p = a[0];//a[0]是第一行的数组名，是第一行的首元素地址printf("%d", p[0]);//p[0] -- *(p+0)return 0;
}

   结果为 1 。

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

         （0，1）逗号表达式，表达式从左向右，最后表达式的结果就是整个表达式的结果。那么得出：

int a[3][2] = { 1, 3, 5 }

p = a[0]

        a[0]为二维数组首行数组的名字，数组名字就是首元素的地址，将首元素地址赋值给p，输出的自然是首元素1啊。

5.

int main()
{int a[5][5];int(*p)[4];//数组指针p = a;//printf("%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);return 0;//二者的步长一致，相差为4  图解//fffffffc  -4
}

a等价于 int (*)[5] 指向是元素为5的数组
p等价于 int (*)[4] 指向是元素为4的数组
根据图&p[4][2] - &a[4][2]相差四个元素 结果为-4
-4 的原码 10000000 00000000 00000000 00000100反码 10000000 00000000 00000000 00000011补码 11111111 11111111 11111111 111111100 地址不会区分原码、反码 、补码，地址就是内存中存储的补码。转换成16进制 ff ff ff fc 

p = a;

        将a的int (*）[5]的数值强行赋值给了p；p的类型是int (*）[4]，指向的是四个指针的数组。

a为首元素地址，是第一行的数组指针，类型是int (*）[5]。

数组在内存中存储的排序为

        强制复制后p就为a地址，但是p指向的是int[4]类型的数组，因此步长为4个整型数据，假设所模拟后的数组为4个元素为一行。

图解

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

        可以看出，其中间相差4个步长，数值为-4。

6.

7.

8.