C语言——指针、数组的经典笔试题目

前言

1、数组名通常表示首元素地址，sizeof(数组名)和&数组名两种情况下，数组名表示整个数组。
2、地址在内存中唯一标识一块空间，大小是4/8字节。32位平台4字节，64位平台8字节。
3、指针变量是用来存放地址的变量。大小是4/8字节。32位平台4字节，64位平台8字节。
4、strlen库函数使用来统计’\0’前的字符个数的。

1.一维数组

首先我想先介绍一下sizeof()关键字。首先sizeof关键字计算的是类型的大小，单位是字节。sizeof()内部的表达是不参与运算。因为sizeof内部表达式在预处理期间便已经计算完毕。

int main()
{int a = 2;short b = 3;printf("%u\n", sizeof(b = a + 3));//这里a+3表达式是不计算的//这句代码等价于sizeof(short);printf("%d\n",b);return 0;
}

#include<stdio.h>int main()
{int a[] = { 1,2,3,4 };printf("%d\n", sizeof(a));//可参考解析（1）printf("%d\n", sizeof(a + 0));//可参考解析（2）printf("%d\n", sizeof(*a));//可参考解析（3）printf("%d\n", sizeof(a + 1));//可参考解析（4）printf("%d\n", sizeof(a[1]));//可参考解析（5）printf("%d\n", sizeof(&a));//可参考解析（6）printf("%d\n", sizeof(*&a));//可参考解析（7）printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//可参考解析（8）printf("%d\n", sizeof(&a[0]));//可参考解析（9）printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//可参考解析（10）return 0;
}

解析（1）：这里数组名单独放在sizeof内部，表示整个数组。数组4各元素，每个元素4个字节，所以是16字节
解析（2）：a+0，这里数组名表示首元素地址，首元素地址+0，本质是地址。是地址就是4/8字节，地址的大小取决于平台，32位平台下，地址是4字节。64位平台下，地址是8字节。
解析（3）：这里a表示首元素地址，对首元素地址进行*解引用操作，拿到的是第一个元素。所以是4个字节。
解析（4）：a+1表示首元素地址+1，就是第二个元素的地址，是地址就是4/8字节。
解析（5）：a[1]可以把它理解成 (a+1)，a[1]本质上是数组第二个元素。整型数组每个元素的类型是整型，所以是4字节。
解析（6）：sizeof（&a），这里&a取出的是整个数组地址。类型是整型数组指针int([5]);，指针的大小就是4/8字节。
解析（7）： *&a,可以将 *和&进行抵消，也就是sizeof(a),数组名单独放在sizeof()内部，表示整个数组。也可以理解成先取出了整个数组的地址，在解引用访问整个数组，此时该表达式的类型就是int [4] ,大小就是16字节。
解析（8）：&a+1,取出了整个数组的地址，+1跳过整个数组，单数本质还是数组的地址，是地址就是4/8字节。
解析（9）：&a[0]，取出的是第一个元素的地址，是地址就是4/8字节。
解析（10）：&a[0]+1,取出的是第二个元素的地址，是地址就是4/8字节。

2.字符数组

#include<stdio.h>
#include<string.h>char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%d\n", sizeof(arr));//分析请见解析（1）
printf("%d\n", sizeof(arr+0));//分析请见解析（2）
printf("%d\n", sizeof(*arr));//分析请见解析（3）
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//分析请见解析（4）
printf("%d\n", sizeof(&arr));//分析请见解析（5）
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//分析请见解析（6）
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//分析请见解析（7）printf("%d\n", strlen(arr));//分析请见解析（8）
printf("%d\n", strlen(arr+0));//分析请见解析（9）
printf("%d\n", strlen(*arr));//分析请见解析（10）
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//分析请见解析（11）
printf("%d\n", strlen(&arr));//分析请见解析（12）
printf("%d\n", strlen(&arr+1));//分析请见解析（13）
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//分析请见解析（14）

解析（1）：sizeof(arr)，此时数组名单独放在内部，表示的是整个数组的大小。大小是6个字节。arr 表示整个元素的大小是因为，它的本质是*&arr。&arr的类型是char (*)[6]，对这个指针变量解引用操作得到的便是整个数组，即char[6]。所以是6个字节。
解析（2）：arr+0 表示的是首元素的地址，此时数组名表示首元素地址，首元素地址+0还是首元素地址。是地址就是4/8字节。
解析（3）：arr，此时数组名表示首元素地址，操作后访问的是数组第一个元素，即’a’。所以大小是1字节。
解析（4）：arr[1]，此时数组名表示首元素地址。对首元素地址进行下标访问操作，访问的是数组第二个元素，即’b’。char的大小是1字节。也可以将arr[1] 理解为 (arr+1)。
解析（5）：&arr，取出的使整个数组的地址，类型是char ()[6] 的数组指针。是指针就是4/8字节。
解析（6）：&arr+1，此时&arr取出了整个数组的地址，+1后跳过整个数组的地址。类型依旧还是char ()[6] 。是指针大小就是4/8字节。
解析（7）：&arr[0]+1，首先，arr和[0]结合，表示数组第一个元素，对其进行取地址操作，取出的是第一个元素的地址。+1后便是第二个元素的地址，是地址就是4/8字节。
解析（8）：此时的arr是数组首元素的地址。由于字符数组内没有strlen的停止标识’\0’。故长度不可知，是随机值。
解析（9）：arr+0表示的是首元素的地址向后偏移0个字节，故还是首元素地址。由于字符数组内没有strlen的停止标识’\0’。长度不可知，是随机值。
解析（10）：arr，arr表示首元素地址，对其进行解引用操作，得到’a’，而’a’ 在内存中的值是ascii值97，将97作为参数传给strlen函数会造成访问权限冲突，所以这行代码是错误的。
解析(11)：arr[1]，表示的是第二个元素’b’，'b’的ascii值为98，将98作为参数传给strlen函数会造成访问权限冲突，所以这行代码是错误的。
解析（12）：&arr，&arr的类型是char()[6]，而库函数strlen参数部分为(const char str);，故类型不匹配，不建议这样传参。但是，编译器还是能跑过去，依旧存在’\0’位置不可预知，结果是随机值。
解析（13）：&arr+1，依旧是一个字符数组指针，同上述所述，结果依旧是随机值。
解析（14）：&arr[0]+1，此时的参数是第二个元素的地址。因为\0’标志位置不可知，所以结果是随机值。

char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));//分析请见解析（1）
printf("%d\n", sizeof(arr+0));//分析请见解析（2）
printf("%d\n", sizeof(*arr));//分析请见解析（3）
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//分析请见解析（4）
printf("%d\n", sizeof(&arr));//分析请见解析（5）
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//分析请见解析（6）
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//分析请见解析（7）printf("%d\n", strlen(arr));//分析请见解析（8）
printf("%d\n", strlen(arr+0));//分析请见解析（9）
printf("%d\n", strlen(*arr));//分析请见解析（10）
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//分析请见解析（11）
printf("%d\n", strlen(&arr));//分析请见解析（12）
printf("%d\n", strlen(&arr+1));//分析请见解析（13）
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//分析请见解析（14）

解析（1）：arr，此时的数组名单独放在sizeof内部，表示整个数组。“字符串内容”，需要加上’\0’的大小。所以大小是7字节。
解析（2）：arr+0，此时数组名没有单独放在sizeof内部表示首元素的地址，+0依旧是首元素地址。是地址就是4/8字节。
解析（3）：*arr，此时数组名表是首元素地址，对首元素进行解引用操作后，访问的是首个元素，即’a’，大小1字节。
解析（4）：arr[1]，对首元素地址进行下标访问操作，访问的数组第二个元素。因为数组下标从0开始。所以大小是1字节。
解析（5）：&arr表示取出整个数组的地址。是地址就是4/8字节。
解析（6）：&arr+1，&arr表示取出整个数组的地址，+1跳过整个数组的地址。是地址就是4/8字节。
解析（7）：&arr[0]+1,arr首先和[0]结合，表示第一个元素，&第一个元素的地址，+1就是第二个元素的地址。是地址就是4/8字节。
解析（8）：arr，没有放在sizeof内部也没有&，此时arr数组名表示首元素的地址。此时，strlen统计的是’\0’字符前的字符个数。长度为6。
解析（9）：arr+0，此时arr表示首元素的地址，+0向后偏移0个元素大小，还是首元素地址。strlen统计的长度为6。
解析（10）：*arr，解引用操作访问首元素地址，访问的是首元素’a’。字符’a’的ASCII值为97，将97作为地址传给strlen，会造成访问权限冲突，所以这段代码是错误的。
解析（11）：arr[1]，arr表示首元素地址，通过[]下标访问操作符，访问数组第二个元素，即’b’，‘b’作为参数传递给strlen，传过去的是’b’的ASCII值98，此操作会造成访问权限的冲突，故此代码错误。
解析（12）：&arr，取出的是arr字符串数组的地址，类型是char()[7]，而strlen所需的参数是char *的指针。类型不匹配，而在一些类型检查比较严谨编译器环境系，这段代码是无法运行的。但是在作者使用的VS2019环境下，编译器会将类型强制转化成char *，从而得到的结果是6.
解析（13）：&arr+1，&arr取出了整个字符串数组的地址，+1跳过了整个数组，指向的是数组后内存空间的地址。而该内存空间的内容是不可预知的。所以strlen统计的长是随机值。
解析（14）：&arr[0]+1，arr首先和[]结合，表示的是数组第一个元素。取出第一个元素的地址，+1后表示的是第二个元素的地址，即’b’的地址。此时统计字符串长度，从’b’开始统计，长度为5。

int main()
{char* p = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(p));//分析请见解析（1）printf("%d\n", sizeof(p+0));//分析请见解析（2）printf("%d\n", sizeof(*p));//分析请见解析（3）printf("%d\n", sizeof(p[1]));//分析请见解析（4）printf("%d\n", sizeof(&p));//分析请见解析（5）printf("%d\n", sizeof(&p+1));//分析请见解析（6）printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));//分析请见解析（7）printf("%d\n", strlen(p));//分析请见解析（8）printf("%d\n", strlen(p+0));//分析请见解析（9）printf("%d\n", strlen(*p));//分析请见解析（10）printf("%d\n", strlen(p[1]));//分析请见解析（11）printf("%d\n", strlen(&p));//分析请见解析（12）printf("%d\n", strlen(&p+1));//分析请见解析（13）printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));//分析请见解析（14）return 0;
}

解析（1）：p是一个char* 指针变量，大小是4/8字节。
解析（2）：p是一个char* 指针变量，+0向后偏移一个char* 指针，本质还是指针，是指针就是4/8字节大小。
解析（3）：p是存放常量字符串首字符地址的指针，对其进行解引用访问操作后，访问的是常量字符串的首字符’b’，它的大小是1字节。
解析（4）：p[1]，其实就是对p进行下标访问操作，访问的是p+1地址处的内容，即*(p+1)，计算的是’b’的大小，是1字节。
解析（5）：&p，取出的是一级指针变量p的地址，类型是二级字符指针，是指针就是4/8字节大小。
解析（6）：&p+1，取出p的地址，+1后指向p地址后的一个指针大小的地址，是地址就是4/8字节。
解析（7）：&p[0]+1，首先p和[]结合，表示首字符，对其进行取地址操作后，得到的是首字符地址，+1得到第二个字符地址，是地址就是4/8字节大小。
解析（8）：p指向的是常量字符串首字符的地址，所以strlen统计的是常量字符串’\0’前的字符个数，长度为6。
解析（9）：p+0，表示首元素的地址向后偏移0个字符指针，还是首元素地址，长度是6。
解析（10）：*p，p表示首元素地址，*p表示首元素，将首元素’a’作为strlen参数，会造成访问权限冲突，故这是一行错误的代码。
解析（11）：p[1]，对首元素地址进行下标访问操作，访问的是第二个字符。也就是’b’,，将’b作为strlen参数，会造成访问权限冲突，故这是一行错误的代码。
解析（12）：&p，取出的字符指针变量p的地址，故’\0’的位置不可预知。所以长度是随机值。
解析（13）：&p+1，&p取出的字符指针变量p的地址，+1后跳过一个指针，指向&P后面的一块内容。而该地址及其后面的内容不可预知，所以长度依旧是随机值。
解析（14）：&p[0]+1，，p首先和[]结合，表示的是数组第一个元素。取出第一个元素的地址，+1后表示的是第二个元素的地址，即’b’的地址。此时统计字符串长度，从’b’开始统计，长度为5。

3.二维数组

int mian()
{int a[3][4] = { 0 };printf("%d\n", sizeof(a));//分析请见解析（1）printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));//分析请见解析（2）printf("%d\n", sizeof(a[0]));//分析请见解析（3）printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));//分析请见解析（4）printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));//分析请见解析（5）printf("%d\n", sizeof(a + 1));//分析请见解析（6）printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));//分析请见解析（7）printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//分析请见解析（8）printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//分析请见解析（9）printf("%d\n", sizeof(*a));//分析请见解析（10）printf("%d\n", sizeof(a[3]));//分析请见解析（11）return 0;
}

解析（1）：二维数组数组名单独放在sizeof内部，表示整个数组，大小是48字节。
解析（2）：a[0][0] 表示第一行第一个元素，大小是4字节。
解析（3）：a[0],数组名表示第一行的地址，类型是int()[4]，对其进行下标访问操作，访问的是第一行数组，类型是int[4]，所以计算的大小是16字节。
解析（4）：a[0] + 1，a[0]是第一行数组名，但是数组名没有单独放在sizeof内部，是第一行的地址，+1跳过一行，表示是第二行的地址，是地址就是4/8字节。
解析（5）：(a[0] + 1)，首先根据上述分析，a[0] + 1是第二行的地址。对其进行解引用操作后，得到的是第二行的数组名，所以大小是16字节。
解析（6）：a + 1，此时数组名表示第一行的地址，+1后表示第二行的地址。是地址就是4/8字节。
解析（7）：(a + 1)，a+1表示第二行的地址,对其解引用后，表示整个第二行，大小是16字节。
解析（8）：&a[0] + 1，a表示第一行的地址，和[]结合后表示整个第一行，对其&拿到的是第一行的地址，+1 表示第二行的地址。是地址就是4/8字节。
解析（9）：(&a[0] + 1)，上述分析&a[0] + 1为第二行的地址，对其进行解引用操作后表示的是整个第二行，大小是16字节。
解析（10）：*a，此时a表示第一行的地址，对其进行解引用操作，拿到的是整个第一行，大小是16字节。
解析（11）：a[3]，上述分析a[3]表示整个第4行，但是a[3][4]没有第4行，但是这不影响sizeof计算大小，因为sizeof计算的是类型的大小，所以是16字节。

4.经典指针试题

试题一

int main()
{int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int *ptr = (int *)(&a + 1);printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));return 0;
}
//程序的结果是什么？

解析：首先，定义一维整型数组a[5]，接着，又定义了整型指针ptr 存放&a+1的地址。&a 表示的是整个数组的地址，类型是int(*)[5] ，+1后跳过整个数组，指向的位置是5后面一个指针的地址。将其进行强制类型转化后赋给ptr。ptr-1指向的是a+4的地址，解引用后访问的是a[4]的内容也就是5，a没有单独放在sizeof内部，表示的是首元素地址，+1后解引用操作访问的是第二个元素也就是2。故程序运行的结果是2,5。

试题二

//由于还没学习结构体，这里告知结构体的大小是20个字节
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？
//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);printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);return 0;
}

解析：
printf(“%p\n”, p + 0x1);，首先已知结构体大小是占20字节空间，那么结构体指针+1，跳过一个结构体，也就是跳过20字节。20的转化十六进制数就是14，当前作者使用的是32位平台，一个地址是4字节。故0x00100000+0x14，结果是0x00100014。
printf(“%p\n”, (unsigned long)p + 0x1);，这里将p强制类型转化成无符号长整型，整型+1 就是+1，所以结果是0x00100001。
printf(“%p\n”, (unsigned int*)p + 0x1);，这里将p强制类型转化成无符号整型指针，无符号整型指针+1 跳过4个字节，故结果是0x00100004

试题三

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;
}

解析：首先定义一维整型数组a[4]，元素有{1,2,3,4}。&a取出的是整个数组的地址，+1跳过整个数组，将结果强制类型转化成整型指针变量并赋给整型指针ptr1。此时ptr1指向的空间是a+4,er ptr[-1] == a+4-1 ==a+3,对其解引用操作，访问的是a[3]也就是4。a表示首元素地址，将其强制转化成整型，整型+1 就是+1。将结果强制转化成整型指针赋给整型指针ptr2，由于当前环境下是小端存储，所以跳过的一个字节内容是01，将ptr解引用操作后，其指向的内容就是是0x20000000。

试题四

#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;
}

解析：首先二位数组初始化内容十三个逗号表达式，故int a[3][2] = {1,3,5}; 而p指针存放的是整个第一行的地址。即a[0]，这里求得是p[0]的值，其实求得是a[0][0]的值，也就是首行首元素1。

试题五

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;
}

解析：如上图所示，两指针相减的值是-4，而-4通过%p格式打印，打印的是-4的补码，以十六进制格式打印也就是FFFFFFFC，%d格式打印依旧还是-4。

试题六

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;
}

解析：&aa+1,&aa，数组名和&结合表示整个数组。取出的是整个数组的地址，+1跳过整个数组。指向的是aa数组后的40字节的空间。也就是10后面一个整型指针大小的空间。*(ptr1-1)得到的是10。 (aa+1)， 此时数组名表示第一行的地址，aa+1表示第二行的地址，解引用后得到的是第二行首元素的地址，也就是6的地址。(ptr2-1)得到就是5。

试题7

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

解析：这里定义了字符指针数组a[]，这里"work" “at” "alibaba"分别是三个常量字符串。定义二级指针变量pa并赋给它a数组名，这里pa指向a首字符的地址。pa指针++跳过一个元素，即指向第二个字符数组首字符’a’地址。

试题八

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;
}