指针——练习

sizeof和strlen

sizeof

sizeof是用来计算变量所占内存空间大小的，单位是字节，如果操作数是类型，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。

我们来看一下这个代码，它的运行结果是多少？

#include<stdio.h>
int main()
{int a = 10;printf("%zu\n", sizeof(a + 3.14));return 0;
}

a是int类型的数据，3.14是double类型的数据，两者进行运算时，会将int类型的数据提升为double类型，所以最后结果的类型是double类型，所以最后结果应该是8.

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 中这个地址所指向的元素开始向后找，直到\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。

看以下代码，运行结果啥？

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[3] = {'a', 'b', 'c'};char arr2[] = "abc";printf("%d\n", strlen(arr1));printf("%d\n", strlen(arr2));printf("%d\n", sizeof(arr1));printf("%d\n", sizeof(arr2));return 0;
}

arr1是一个字符数组，末尾没有'\0',而strlen会一直向后找'\0'，直到找到，所以使用strlen(arr1)的结果应该是一个随机值。

arr2是一个字符串，字符串的末尾含有'\0',所以strlen(arr2)的结果为3。

我们之前说过，sizeof(数组名)中，数组名表示整个数组，计算结果使整个数组的大小。

所以，sizeof(arr1)=3,sizeof(arr2)=4.

sizeof和strlen对比

数组和指针试题

在此之前，还是提醒一下大家：

数组名的意义

1. sizeof (数组名)，数组名单独放在sizeof()中，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。

• 题目1：下面代码的运行结果

int main()
{int a[] = { 1,2,3,4 };printf("%zu\n", sizeof(a));printf("%zu\n", sizeof(a + 0));printf("%zu\n", sizeof(*a));printf("%zu\n", sizeof(a + 1));printf("%zu\n", sizeof(a[1]));printf("%zu\n", sizeof(&a));printf("%zu\n", sizeof(*&a));  printf("%zu\n", sizeof(&a + 1));printf("%zu\n", sizeof(&a[0]));printf("%zu\n", sizeof(&a[0] + 1));   return 0;
}

解释：

16     //数组名单独放在sizeof()中，所以计算的是整个数组的大小，结果是4*4=16
8/4    //这里的数组名并没有单独放在sizeof()中，表示的是首元素的地址，a+0表示地址偏移量为0，所以表示的是首元素的地址，结果是指针的大小，即4/8
4       //这里的数组名并没有单独放在sizeof()中，表示首元素的地址，*a得到首元素a[0],这是一个整型变量，大小为4个字节
8/4    //a没有单独放在sizeof()中，表示首元素的地址，a+1表示地址偏移量为1，所以表示的是第二个元素的地址，结果是指针的大小，即4/8
4     //a[1]表示的是数组里面的整型元素，故结果为4
8/4  //&a取出的是整个数组的地址，既然是地址，那就是指针类型的数据，指针大小都是4/8
16   //&a取出的是整个数组的地址，那么它的类型就是数组指针：int(*)[4],那么对&a进行解引用，得到的就是整个数组，整个数组的大小自然就是16
8/4  //&a取出的是整个数组的地址，那么它的类型就是数组指针，&a+1表示要跳过整个数组的大小，但它的类型还是指针，所以结果为4/8
8/4  //a[0]是整型变量，它的地址类型就是整型指针，指针的大小就是4/8
8/4 //&a[0]是第一个元素的地址，&arr[0]+1表示的是第二个元素的地址，指针的大小就是4/8

• 题目2：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };printf("%d\n", sizeof(arr));printf("%d\n", sizeof(arr + 0));printf("%d\n", sizeof(*arr));printf("%d\n", sizeof(arr[1]));printf("%d\n", sizeof(&arr));printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));return 0;
}

这道题跟上面那道题做法几乎相同，我们再来看一下：

6      //数组名单独放在sizeof()中，所以计算的是整个数组的大小，结果是1*6=6
8/4   //这里的数组名并没有单独放在sizeof()中，表示的是首元素的地址，arr+0表示地址偏移量为0，所以表示的是首元素的地址，结果是指针的大小，即4/8
1     //这里的数组名并没有单独放在sizeof()中，表示首元素的地址，*a得到首元素a[0],这是一个整型变量，大小为1个字节
1    //arr[1]表示的是数组里面的整型元素，故结果为1
8/4  //&arr取出的是整个数组的地址，既然是地址，那就是指针类型的数据，指针大小都是              4/8
8/4  //&arr取出的是整个数组的地址，那么它的类型就是数组指针，&a+1表示要跳过整个数组的大小，但它的类型还是指针，所以结果为4/8
8/4   //&arr[0]是第一个元素的地址，&arr[0]+1表示的是第二个元素的地址，指针的大小就是             4/8

• 题目3：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
//1.printf("%zu\n", strlen(arr));
//2.printf("%zu\n", strlen(arr + 0));
//3.printf("%zu\n", strlen(*arr));
//4.printf("%zu\n", strlen(arr[1]));
5.printf("%zu\n", strlen(&arr));
6.printf("%zu\n", strlen(&arr + 1));
7.printf("%zu\n", strlen(&arr[0] + 1));return 0;
}

解释：

//这个字符串中没有\0,strlen就会持续往后找\0，就会越界，所以结果是随机值

//arr和arr+0表示的都是首元素的地址，所以在同一测试环境行下，这和第一个结果一样，都是随机值

//*arr表示的是首元素a，a的ASCII码值是97，是一个整型，但是strlen需要接收的是一个字符指针类型的地址，所以会把97当成一个地址，但这块地址可能不属于当前内存，这就造成了非法访问，导致程序崩溃，如果要继续测试下面的代码，就要注释掉这句代码

//和第三个结果一样，会导致程序崩溃，如果要继续测试下面的代码，就要注释掉这句代码

//&arr的类型是数组指针类型：char(*)[],但是它里面存放的值和arr是一样的，而strlen需要接受的是char*类型的指针，所以会把&arr的结果当做char*类型来处理，所以在同一测试环境行下，这和第一个结果一样，都是随机值

//&arr+1表示跳过了整个字符数组，也就是跳过了6个字符元素，但它的类型仍然和&arr类型相同，而strlen需要接受的是char*类型的指针，所以会把&arr+1的结果当做char*类型来处理，然后往后找\0,所以结果是随机值，而且在同一测试环境行下，这和第一个结果相差6（整个字符数组的大小）

//&arr[0]+1表示的是第二个元素的地址，这个字符串中没有\0,strlen就会持续往后找\0，就会越界，所以结果是随机值，而且在同一测试环境行下，这和第一个结果相差1

• 题目4：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = "abcdef";printf("%zu\n", sizeof(arr));//printf("%zu\n", sizeof(arr + 0));printf("%zu\n", sizeof(*arr));printf("%zu\n", sizeof(arr[1]));printf("%zu\n", sizeof(&arr));printf("%zu\n", sizeof(&arr + 1));printf("%zu\n", sizeof(&arr[0] + 1));return 0;
}

这个代码的结果分析与前面代码的分析一样，我们就不再赘述，如果有不懂的，欢迎在评论区留言哦。这里我们直接给出答案：

7
8/4
1
1
8/4
8/4
8/4

• 题目5：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr[] = "abcdef";printf("%zu\n", strlen(arr));printf("%zu\n", strlen(arr + 0));printf("%zu\n", strlen(*arr));printf("%zu\n", strlen(arr[1]));printf("%zu\n", strlen(&arr));printf("%zu\n", strlen(&arr + 1));printf("%zu\n", strlen(&arr[0] + 1));return 0;
}

//arr表示首元素的地址，由于这是字符串，末尾隐藏着一个\0,所以计算的是\0之前的字符个数，结果是6

//arr+0表示首元素的地址，由于这是字符串，末尾隐藏着一个\0,所以计算的是\0之前的字符个数，结果是6

//和题目三中结果一样，会导致程序崩溃

//会导致程序崩溃

//&arr的类型是数组指针类型，但是它里面存放的值和arr是一样的，而strlen需要接受的是char*类型的指针，所以会把&arr的结果当做char*类型来处理，所以在同一测试环境行下，这和第一个结果一样

//&arr+1表示跳过了整个字符数组，也就是跳过了7个字符元素，但它的类型仍然和&arr类型相同，而strlen需要接受的是char*类型的指针，所以会把&arr+1的结果当做char*类型来处理，然后往后找\0,所以结果是随机值

//&arr[0]+1表示第二个元素的地址，所以结果比第一个的少1，即结果是5

• 题目6：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
int main()
{char* p = "abcdef";printf("%zu\n", sizeof(p));printf("%zu\n", sizeof(p + 1));printf("%zu\n", sizeof(*p));printf("%zu\n", sizeof(p[0]));printf("%zu\n", sizeof(&p));printf("%zu\n", sizeof(&p + 1));printf("%zu\n", sizeof(&p[0] + 1));return 0;
}

解释：

8/4     //p是指针变量，里面存放的是a的地址，所以结果是8/4
8/4     //p+1仍然是指针，里面存放的是b的地址，所以结果是8/4
1       //*p的结果是a，a是字符型变量，所以结果是1
1      //p[0]等价于*(p+0)，得到的是a，所以结果是1
8/4     //&p是二级指针，也是地址，所以结果是4/8
8/4     //&p+1仍然是指针，所以结果是4/8
8/4     //&p[0]+1表示的是b的地址，所以结果是4/8

• 题目7：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char* p = "abcdef";printf("%zu\n", strlen(p));printf("%zu\n", strlen(p + 1));printf("%zu\n", strlen(*p));printf("%zu\n", strlen(p[0]));printf("%zu\n", strlen(&p));printf("%zu\n", strlen(&p + 1));printf("%zu\n", strlen(&p[0] + 1));return 0;
}

//strlen会往p所指向的那块内存先后找，直到找到\0,所以结果是6

//p+1指向元素b，所以结果是5

//*p得到a，a的ASCII码值是97，strlen会把这个数值当成一个指针，但这个地址不一定在当前程序内，也不一定存在，就造成了非法访问，引起程序崩溃

//p[0]等价于*p，结果与上面一样

//&p是二级指针，strlen会往&p所指向的那块内存先后找，直到找到\0,但是不知道\0在那块空间的位置，所以结果是随机值

//和上面一样，结果是随机值，但是这里有一个问题，strlen(&p)和strlen(&p+1)的结果是否有关系呢？答案是没有关系，因为你不知道从p往后找是否能在走完p所对应的内存之前找到\0

//&p[0]+1表示b的地址，所以结果是5

• 题目8：下面代码的运行结果

#include <stdio.h>
int main()
{int a[3][4] = { 0 };printf("%zu\n", sizeof(a));printf("%zu\n", sizeof(a[0][0]));printf("%zu\n", sizeof(a[0]));printf("%zu\n", sizeof(a[0] + 1));printf("%zu\n", sizeof(*(a[0] + 1)));printf("%zu\n", sizeof(a + 1));printf("%zu\n", sizeof(*(a + 1)));printf("%zu\n", sizeof(&a[0] + 1));printf("%zu\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));printf("%zu\n", sizeof(*a));printf("%zu\n", sizeof(a[3]));return 0;
}

解析：

     二维数组是元素为一维数组的数组

48 //a是数组名，数组名单独放在sizeof()中，计算的是整个数组的大小，所以结果是4*12=48
4  //a[0][0]表示的是数组中的整型元素，所以结果是4
16  //a[0]表示的是第一行一维数组的数组名，数组名单独放在sizeof中，计算的是整个数组的大小，所以结果是4*4=16
4/8   //a[0]表示第一行一维数组的数组名，数组名并没有单独放在sizeof中，所以表示的是第一行一维数组首元素的地址，所以a[0]+1表示的是第二个元素的地址，既然是地址，那大小就是4/8
4   //a[0]+1表示的是第一行的一维数组中第二个元素的地址，那么*（a[0]+1）就是访问数组中元素，所以结果为4
4/8  //a表示二维数组的数组名，数组名并没有单独放在sizeof中，表示的是第一行一维数组的地址，a+1表示要跳过第一行整个一维数组，指向第二行，即表示第二行一维数组的地址，既然是地址，那大小就是4/8
16  //a+1表示第二行一维数组的地址，*(a+1)表示访问整个一维数组，既然是访问整个一维数组，结果自然是4*4=16（也可以这么理解：*（a+1）等价于a[1]，a[1]表示的是第二行一维数组的数组名，数组名单独放在sizeof中，结果就是计算这个一维数组的大小）
4/8   //a[0]表示第一行一维数组的数组名，前面有&，取出的是整个一维数组的地址，所以&arr[0]+1表示跳过第一行整个一维数组，指向第二行整个一维数组，既然还是地址，那么结果就是4/8
16   //&a[0]+1表示第二行整个一维数组的地址，对它进行解引用，访问的是整个一维数组，所以结果是16
16    //a表示二维数组的数组名，数组名并没有单独放在sizeof中，表示的是第一行一维数组的地址，对这个地址进行解引用，访问的是整个一维数组，所以结果是16（也可以这么理解：*a等价于*(a+0)等价于a[0]，表示的是第一行一维数组的数组名，数组名单独放在sizeof中，访问的是整个数组，所以结果是16）
16   //看到这个代码，想必很多小伙伴都认为这个包会报错的，毕竟，这不是越界访问了吗？但是，我们说过，sizeof在计算变量大小的时候，是通过类型求推导的，所以他并不会真正去访问内存，既然没有越界访问内存，那不就不会报错了，而在根据类型推导sizeof(a[3])的大小时，会将a[0]和a[3]是同等类型的，所以结果自然是16了

指针运算试题

• 题目1：下面代码的运行结果

#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;
}

解析：a是数组名，一般情况下表示首元素的地址，a+1表示跳过一个整型的大小，所以a+1指向第二个元素，则*(a+1)得到的是2；&a取出的是整个数组的的地址，所以&a+1会跳过整个整形数组，如图，将这个地址转换成整型指针的地址以后赋给ptr，ptr指向如图所示，ptr-1会向前走过一个整形大小的步长，如图所示，所以*(ptr-1)得到的是5

• 题目2：下面代码的运行结果

//在X86环境下
//假设结构体的大小是20个字节
//程序输出的结果是啥?
struct Test
{int Num;char* pcName;short sDate;char cha[2];short sBa[4];
}*p = (struct Test*)0x100000;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：在定义结构体的同时创建了结构体指针变量p，并将0X100000强制类型转换成结构体指针类型以后赋值给p，p+0x1也就是p+1，p所指向的变量为结构体类型，所以p+1需要跳过20个字节，所以p+1=0x100020,等等，这对吗？注意咯，这里是十六进制的形式，逢十六进一，所以结果应该是0x100014，而在X86环境下，会将地址的8位都打印出来，且不会省略掉前面的0，所以结果是00100014.

将p强制类型转换成unsigned long类型以后，里面的值就是一个0x100000，加上一后就是普通的整型相加，所以结果是0X100001，在X86环境下的打印结果是0X100001

将p强制类型转换成unsigned int*类型以后，对指针+1会跳过4个字节，所以结果就是0X100004，在X86环境下，结果就是00100004

• 题目3：下面代码的运行结果

#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：我们先要搞清楚数组里面放了啥，数组里面放的是0,1,2,3,4,5嘛？看着好像是的。注意啦兄弟们，数组里面用括号括起来的是逗号表达式哦，所以数组里面的元素应该是{1,3,5,0,0，0}。

弄清这个以后，我们再来看指针。p是一个整形指针，a[0]是第一行那个一维数组的数组名，一般情况下，他表示首元素的地址，也就是说p里面存放的是第一行一维数组首元素的地址，p[0]等价于*(p+0),p+0还是表示第一行一维数组首元素的地址，对它进行解引用，访问的就是第一行一维数组的首元素，也就是1，所以打印结果是1.

• 题目4：下面代码的运行结果

#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;
}

aa表示的是二维数组的名称，一般情况下，数组名表示首元素的地址，则aa表示第一行一维数组的地址，aa+1表示跳过整个一维数组，则aa+1指向第二行整个一维数组；&aa取出的是整个二位数组的地址，&aa+1跳过的是整个二维数组，由此，可得图中各指针指向的由来。

ptr1和ptr2都是整型指针，+1时跳过一个整形元素的步长，-1时向前走一个整形元素的步长，所以得到相应指向，对指针解引用以后可以得到打印结果是：10,5

• 题目5：下面代码的运行结果

//假设环境是x86环境，程序输出的结果是啥?
#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;
}

图示解析：

• 题目6：下面代码的运行结果

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

图示解析：

• 题目7：下面代码的运行结果

#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;
}

图示解析：

运行结果：