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进阶C语言：指针和数组训练题

article 2024/11/15 1:23:13

在开始之前首先要熟知下面几点：
1.数组名和&数组名
2.字符指针类型的字符串如何存储
3.sizeof操作符的用法
4.strlen函数的用法

1.一维数组

//代码输出结果
#include <stdio.h>

int main()
{
    int a[] = { 1,2,3,4 };

    printf("%d\n", sizeof(a));       //1
    printf("%d\n", sizeof(a + 0));   //2
    printf("%d\n", sizeof(*a));      //3
    printf("%d\n", sizeof(a + 1));   //4
    printf("%d\n", sizeof(a[1]));    //5
    printf("%d\n", sizeof(&a));      //6
    printf("%d\n", sizeof(*&a));     //7
    printf("%d\n", sizeof(&a + 1));  //8
    printf("%d\n", sizeof(&a[0]));   //9
    printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1)); //10

    return 0;
}

解析：

1. printf("%d\n", sizeof(a));
a是数组名，数组名除了&数组名和sizeof（数组名）都表示数组首元素的地址，所以sizeof（a）表示的是整个数组的大小，a是一个整形数组，有四个元素，所以1代码的结果为 16

2. printf("%d\n", sizeof(a + 0));
a是数组名，表示数组首元素地址，a是一个整形数组，加0表示地址跳过0个整形，因此地址没变，还是首元素的地址，地址就是指针，指针的大小是4个或8个字节，所以2代码的结果为 4/8

3.printf("%d\n", sizeof(*a));
a是数组名，*a表示的是解引用数组首元素地址从而得到首元素，因此sizeof（*a）计算的是首元素的大小，所以3代码的结果是 4

4.printf("%d\n", sizeof(a + 1));
a数组名，a+1表示数组首元素的地址加1，跳过了1整形大小，从而得到了数组第二个元素的地址，所以计算的也是指针的大小，所以4代码的结果是 4/8

5.printf("%d\n", sizeof(a[1]));
a[1]采用的下标引用的操作，得到的是数组下标为1的元素，所以计算的是数组中某一个元素的大小，所以5代码的结果是 4

6. printf("%d\n", sizeof(&a));
a是数组名，&数组名得到的是整个数组的地址，所以&a表示a数组的地址，因此计算的是地址的大小，所以6代码的结果是 4/8

7. printf("%d\n", sizeof(*&a));
&a拿到数组的地址，然后解引用得到的是整个数组，因此计算的是整个数组的大小，所以7代码的结果是 16

8.printf("%d\n", sizeof(&a + 1));
&a拿数组的地址，然后加1，跳过一个数组，但是还是地址，也就是计算的是指针的大小，所以代码8的结果是 4/8

9. printf("%d\n", sizeof(&a[0]));
a[0]表示下标为0的元素，然后对其进行取地址操作，取出了数组下标为0的元素的地址，所以计算的是指针的大小，因此9代码的结果是 4/8

10.printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
&a[0]表示的是a数组中下标为0的元素的地址，然后对其加1，表示跳过一个整形大小，得到的是下表为1元素的地址，计算的也是指针的大小，所以10代码的结果是 4/8

2.字符数组

//代码结果：
#include <stdio.h>

int main()
{
    char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };

    printf("%d\n", sizeof(arr));        //1
    printf("%d\n", sizeof(arr + 0));    //2
    printf("%d\n", sizeof(*arr));       //3
    printf("%d\n", sizeof(arr[1]));     //4
    printf("%d\n", sizeof(&arr));       //5
    printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));   //6
    printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1)); //7
    return 0;
}

解析：

1. printf("%d\n", sizeof(arr));
arr是一个char类型的数组，sizeof（arr）表示的是arr数组的整体大小，所以1代码的结果是 6

2.printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
arr是数组名，数组名是数组首元素的地址，所以arr在这里指向的是字符‘a’的地址，加0表示跳过0个字符，所以还是指向的是字符‘a’，因此计算的就是地址的大小，也就是指针的大小，所以2代码的结果是 4/8

3. printf("%d\n", sizeof(*arr));
arr在这里指向数组的第一个元素，对其进行解引用得到的是第一个元素，因此计算的是数组第一个元素的大小，所以3代码的结果是 1

4.printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
arr[1]在这里使用了下标的引用，表示的是arr数组中下标为1的元素，因此计算的是arr数组中下标为1的元素的大小，所以4代码的结果是 1

5.printf("%d\n", sizeof(&arr));
&数组名表示取出整个数组的地址，那既然是地址，所以计算的就是指针的大小，所以5代码的结果是 4/8

6.printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
&arr取出整个数组的地址，然后加1，地址跳过了整个数组，那还是地址，所以计算的也是指针的大小，因此6代码的结果是 4/8

7. printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));
&arr[0]，表示取出arr数组中的下标为0的元素的地址，然后跳过一个字符的地址，所以计算的也是地址值的大小，所以7代码的结果是 4/8

//代码结果
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };

    printf("%d\n", strlen(arr));        //1
    printf("%d\n", strlen(arr + 0));    //2
    printf("%d\n", strlen(*arr));       //3
    printf("%d\n", strlen(arr[1]));     //4
    printf("%d\n", strlen(&arr));       //5
    printf("%d\n", strlen(&arr + 1));   //6
    printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1)); //7

    return 0;
}

解析：

strlen函数是计算字符串的长度的，它统计的是‘\0’之前的字符的个数，不包括‘\0’
size_t strlen(const char* string);它的参数是一个指针

1. printf("%d\n", strlen(arr));
arr是一个字符数组，在这个数组中有6个元素，而没有‘\0’，而strlen要找‘\0’,但是没有‘\0’就会一直往后面寻找‘\0’,直到找到‘\0’,因此1代码的结果是一个随机值

2.printf("%d\n", strlen(arr + 0));
arr表示首元素的地址，加0表示跳过0个字符，所以还是指向首元素，然后从后开始找‘\0’,所以2代码的结果还是随机值

3. printf("%d\n", strlen(*arr));
strlen函数的参数是一个const char* 的指针，而这个代码传递的是一个值，所以程序错误

4. printf("%d\n", strlen(arr[1]));
这个参数是数组中下标为1的元素，而不是地址，所以程序错误

5.printf("%d\n", strlen(&arr));
&arr和arr的地址是一样的，这个在进阶C里面讲到过，所以5代码的结果还是一个随机值

6. printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
&arr指向的是首元素，但是+1之后就跳过了整个数组，所以strlen计算的是跳过整个数组之后的地址然后再往后面找‘\0’，所以6代码的结果是一个随机值，但是这个随机值相比1代码的随机值就小6

7. printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
&arr[0]取出数组中下标为0的元素的地址，然后加1，地址跳过了1个元素，然后strlen计算的是跳过一个元素之后的地址再往后面找‘\0’，所以7代码的结果也是一个随机值，但是这个随机值相比于1代码的随机值小1

//代码结果
#include <stdio.h>

int main()
{
    char arr[] = "abcdef";

    printf("%d\n", sizeof(arr));         //1
    printf("%d\n", sizeof(arr + 0));     //2
    printf("%d\n", sizeof(*arr));        //3
    printf("%d\n", sizeof(arr[1]));      //4
    printf("%d\n", sizeof(&arr));         //5
    printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));    //6
    printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1)); //7

    return 0;
}

解析：

arr是一个char类型的数组，里面存放的是一个字符串，字符串的后面自带一个‘\0’
sizeof计算的是所占内存空间的大小，不管内存里面是什么，包括‘\0’

1.printf("%d\n", sizeof(arr));
数组名单独放在sizeof中计算的是整个数组的大小，因此1代码的结果是 7（包含\0）

2.printf("%d\n", sizeof(arr + 0));
arr在这里表示的是数组首元素的地址，+0表示跳过0个单位，所以指向的还是首元素的地址，因此是地址就是指针，所以2代码的结果是 4/8

3. printf("%d\n", sizeof(*arr));
arr没有单独在sizeof内部，所以表示数组的首元素的地址，然后对其解引用，找到的是数组的首元素，因此3代码的结果是 1

4.printf("%d\n", sizeof(arr[1]));
arr[1]表示数组下标为1的元素，所以4代码的结果是 1

5.printf("%d\n", sizeof(&arr));
&arr取出的是整个数组的地址，所以计算的是指针的大小，所以5代码的结果是 4/8

6.printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));
&arr取出整个数组的地址，然后加1，地址跳过整个数组，指向新的位置，所以计算的是指针的大小，指针的大小是4/8个字节，所以6代码的结果是 4/8

7.printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));
&arr[0]取出数组中下标为0的元素的地址，然后+1，地址跳过一个元素，指向新的地址，所以计算的也是指针的大小，所以7代码的结果是 4/8

//代码结果
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char arr[] = "abcdef";

    printf("%d\n", strlen(arr));         //1
    printf("%d\n", strlen(arr + 0));     //2
    printf("%d\n", strlen(*arr));        //3
    printf("%d\n", strlen(arr[1]));      //4
    printf("%d\n", strlen(&arr));        //5
    printf("%d\n", strlen(&arr + 1));    //6
    printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1)); //7
    return 0;
}

解析：

1.printf("%d\n", strlen(arr));
strlen计算的时候不包括‘\0’,所以1代码的结果是 6

2.printf("%d\n", strlen(arr + 0));
这里的arr表示的数组的首元素的地址，+0表示跳过0个元素，所以还是指向的是首元素的地址，然后从首元素的位置开始先后面找，统计‘\0’之前的元素个数。所以2代码的结果是 6

3. printf("%d\n", strlen(*arr));
arr表示首元素的地址，然后解引用拿到首元素，传递给strlen函数，但是strlen函数需要指针类型的参数，所以程序错误

4. printf("%d\n", strlen(arr[1]));
arr[1]找到的是数组中下标为1的元素，所以类型也不是指针类型，所以程序错误

5. printf("%d\n", strlen(&arr));
&arr表示的是取出整个数组的地址，但是它的指向还是指向的是数组的首元素的地址，因此从首元素的位置开始进行计算，所以5代码的结果是 6

6.printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
&arr取出整个数组的地址，然后+1，地址跳过整个数组，指向的是‘\0’后面的位置，所以要从‘\0’后面的位置开始找‘\0’，所以6代码的结果是一个随机值

7.printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
&arr[0]取出的是数组下标为0的元素的地址，然后+1，地址跳过1个字节，指向了第二个元素的地址，然后往后面找‘\0’，所以7代码的结果是 5

//代码运行结果
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char* p = "abcdef";

    printf("%d\n", sizeof(p));       //1
    printf("%d\n", sizeof(p + 1));  //2
    printf("%d\n", sizeof(*p));     //3
    printf("%d\n", sizeof(p[0]));   //4
    printf("%d\n", sizeof(&p));      //5
    printf("%d\n", sizeof(&p + 1));  //6
    printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1)); //7

    return 0;
}

解析：

p是一个char类型的指针，p里面存放的是地址，因此p在存储字符串的时候存储的是首字符的地址，也就是把‘a’的地址存放在了char类型的p里面

1. printf("%d\n", sizeof(p));
p是一个指针变量，计算的是指针变量的大小，所以1代码的结果是 4/8

2. printf("%d\n", sizeof(p + 1));
p是一个指针变量，p指向的是首字符的地址，p+1表示跳过一个字符，然后指向了‘b’，所以得到的是‘b’的地址，所以还是一个指针，因此计算的是指针的大小，所以2代码的结果是 4/8

3.printf("%d\n", sizeof(*p));
*p表示对p进行解引用，p里面存放的是首字符的地址，对其解引用操作得到的是首字符，首字符的大小就为1，所以3代码的结果是 1

4.printf("%d\n", sizeof(p[0]));
p[0]可以写成指针的形式：*（p + 0），表示的就是p跳过0个字符，然后解引用，所以得到的是字符a，所以4代码的结果是 1

5. printf("%d\n", sizeof(&p));
p本身是一个指针类型的变量，再&p取出p的地址，也就是计算二级指针的大小，二级指针的大小也是指针，所以5代码的结果是 4/8

6.printf("%d\n", sizeof(&p + 1));
&p是一个二级指针，然后+1，跳过一个p变量的地址，所以还是计算指针的大小，所以6代码的结果是 4/8

7.printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));
如果把字符串看成一个数组，那么&p[0]就是取出了字符数组中下标为0的元素的地址，然后+1跳过一个字符，得到的就是‘b’的地址，所以7代码的结果是 4/8

//代码运行结果
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char* p = "abcdef";

    printf("%d\n", strlen(p));         //1
    printf("%d\n", strlen(p + 1));     //2
    printf("%d\n", strlen(*p));        //3
    printf("%d\n", strlen(p[0]));      //4
    printf("%d\n", strlen(&p));        //5
    printf("%d\n", strlen(&p + 1));    //6
    printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1)); //7
    return 0;
}

解析：

1.printf("%d\n", strlen(p));
p存放的是a的地址，所以strlen函数求长度时会从a地址开始往后面找\0，所以1代码的结果是 6

2.printf("%d\n", strlen(p + 1));
p指向的a的地址，p+1指向的就是b的地址，然后从后面找\0，所以2代码的结果是 5

3. printf("%d\n", strlen(*p));
p是地址，指向的是首字符a的地址，对p解引用，得到的是字符a变量，将a变量传递给strlen函数，程序错误

4.printf("%d\n", strlen(p[0]));
p[0]可以写成->*（p+0），所以表示的是字符a变量，将变量传递给strlen函数也会导致程序错误

5.printf("%d\n", strlen(&p));
&p是一个二级指针，指向的是p的地址，然后从p的地址开始往后面找\0，虽然p变量存放的a的地址，但是p变量的地址又是什么，不可预测，所以也不知道\0在哪里，因此5代码的结果是随机值

6. printf("%d\n", strlen(&p + 1));
p的地址不可预测，那p+1的地址更不可预测，所以6代码的结果是随机值

注：5代码和6代码的两个随机值没有任何关系，因为我们无法预测在p的地址里面都存放了哪些值

7.printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));
&p[0]取出的是a的地址，然后+1跳过一个字符，所以指向的是b的地址，因此strlen函数求长度是从b的地址开始向后面找\0，所以7代码的结果是 5

3.二维数组

//代码运行结果
#include <stdio.h>
#include <string.h>

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

解析：

a是一个二维数组，二维数组的数组名表示的是二维数组第一行的地址

1.printf("%d\n", sizeof(a));
a数组名，表示数组第一行的地址，但是放在sizeof内部，所以计算的是整个数组的大小，因此1代码的结果是 48

2.printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));
a[0][0]使用的是二维数组的下标访问，得到的是a数组中第一行第一列的元素，又因为a数组是一个整形数组，所以2代码的结果是 4

3.printf("%d\n", sizeof(a[0]));
a[0]表示的是第一行的数组名，单独放在sizeof内部，因此计算的就是第一行的总的元素的大小。所以3代码的结果是 16

4.printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));
a[0]没有单独放在sizeof内部，因此a[0]表示的是首元素的地址，也就相当于&[0][0],然后加1，得到的是第一行第二个元素的地址，所以4代码的结果是 4/8

5. printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));
a[0]+1表示第一行第二个元素的地址，对其进行解引用得到的是第一行第二个元素，所以5代码的结果是 4

6.printf("%d\n", sizeof(a + 1));
a没有单独放在sizeof内部，所以它表示的是数组第一行的地址，然后+1表示跳过一行，指向了第二行，所以就得到了第二行的地址，因此6代码的结果是 4/8

7. printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));
a+1表示是的第二行的地址，然后对其解引用，得到的是第二行的元素，因此7代码的结果是 16

8.printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));
&a[0]取出的是第一行的地址，然后加一，跳过第一行，地址指向了第二行，所以计算指针大小，所以8代码的结果是 4/8

9.printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));
&a[0]+1表示第二行的地址，然后解引用拿到第二行的元素，所以9代码的结果是 16

10.printf("%d\n", sizeof(*a));
a没有单独放在sizeof内部，所以表示的是第一行的地址，对第一行解引用，得到的是第一行的元素，所以10代码的结果是 16

11.printf("%d\n", sizeof(a[3]));
a[3]表示的是第四行的数组名，但是在a这个二维数组中没有第四行，那是不是越界访问了呢？答案并不是的，sizeof内部的表达式是不会真的去执行，因此并不会通过sizeof来间接的访问第四行的元素，但是如果有第四行，那它的大小就是16，所以11代码的结果是 16