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【进阶C语言】指针和数组笔试题解析

article 2024/12/23 21:33:18

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指针和数组笔试题解析

  • 1. 一维数组
    • 1.1 回顾知识点
    • 1.2 思考该结果是什么？
  • 2. 字符数组
    • 2.1 回顾知识点
    • 2.2 思考该结果是什么？
    • 2.3 思考另一组
    • 2.4 再来一组对比练习
  • 3. 二维数组
    • 3.1 思考该结果是什么？
    • 3.2 不会越界的原因
  • 4. 总结

1. 一维数组

1.1 回顾知识点

  1. 数组和指针
    数组 - 能够存放一组相同类型的元素,数组的大小取决于数组的元素个数和元素类型
    指针 - 地址/指针变量 ,大小是4/8个字节
    数组是数组，指针是指针，二者不等价
    数组名是数组首元素的地址，这个地址就可以存放在指针变量中，我们就可以使用指针来遍历数组
  2. 数组名
    大部分情况下数组名是数组首元素的地址
    但是有2个例外：
    sizeof(数组名) - 数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小
    &数组名 - 数组名表示整个数组，取出的是数组的地址

1.2 思考该结果是什么？

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

详细讲解：

int main()
{
	int a[] = { 1,2,3,4 };
	printf("%d\n", sizeof(a));//16
	//sizeof(a)就是数组名单独放在sizeof内部，计算的数组总大小，单位是字节
	printf("%d\n", sizeof(a + 0));//4/8 个字节
	//a+0 其实是数组首元素的地址
	printf("%d\n", sizeof(*a));//4  它是一个元素的大小并不是一个地址的大小，所以不可能是4/8个字节
	//a是数组首元素的地址 - &a[0]
	//*a -> *&a[0] -> a[0]
	printf("%d\n", sizeof(a + 1));//4/8
	//a是数组首元素的地址 -- int*
	//a+1 跳过1个整型, 是第二个元素的地址
	//
	printf("%d\n", sizeof(a[1]));//4
	printf("%d\n", sizeof(&a));//4/8
	//&a - 取出的是数组的地址，但是数组的地址也是地址呀，是地址大小就是4/8字节
	//int (*pa)[4] = &a;//int(*)[4]
	//
	printf("%d\n", sizeof(*&a));//16
	//sizeof(a)
	//int(*)[4]数组指针
	//
	printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//4/8
	//&a -->  int (*)[4]
	//&a+1 跳过一个数组

	printf("%d\n", sizeof(&a[0]));//取出首元素的地址 4/8
	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//第二个元素的地址

	return 0;
}

图片讲解：
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2. 字符数组

2.1 回顾知识点

  1. sizeof 计算的是占用内存空间的大小，单位是字节，不关注内存中到底存放的是什么。
  2. sizeof 不是函数，是操作符。
  3. strlen 是函数。
  4. strlen 是针对字符串的，求的是字符串的长度，本质上统计的是\0之前出现的字符个数。

2.2 思考该结果是什么？

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));
	printf("%d\n", strlen(arr));
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));
	printf("%d\n", strlen(*arr));
	printf("%d\n", strlen(arr[1]));
	printf("%d\n", strlen(&arr));
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
	return 0;
}

详细讲解：

int main()
{
	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
	printf("%d\n", sizeof(arr));//6
	printf("%d\n", sizeof(arr + 0));//arr+0是数组首元素的地址 4/8
	printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr是首元素的，计算的是首元素的大小 1
	printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
	printf("%d\n", sizeof(&arr));//&arr是数组的地址 4/8
	printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//&arr + 1跳过一个数组后的地址，4/8
	printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4/8 第二个元素的地址
	return 0;
}

图片讲解：
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详细讲解：

int main()
{
	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
	
	printf("%d\n", strlen(arr));//随机值，因为不知道\0的位置
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));//随机值
	printf("%d\n", strlen(*arr));//非法访问  我需要的是一个地址，你却给了我一个元素，强行访问。
	printf("%d\n", strlen(arr[1]));//'b' - 98 当成地址，形参非法访问
	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
}

图片讲解：
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形成非法访问的原因：

我需要的是一个地址，你却给了我一个元素，强行访问，把a的ASCII值当成了地址。

在这里插入图片描述

2.3 思考另一组

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	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));
	printf("%d\n", strlen(arr));
	printf("%d\n", strlen(arr + 0));
	printf("%d\n", strlen(*arr));
	printf("%d\n", strlen(arr[1]));
	printf("%d\n", strlen(&arr));
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
	return 0;
}

详细讲解：
sizeof 部分：

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));//*arr -是数组首元素 1
	//arr[0]  =  *(arr+0) = *(&arr[0])
	//int sz = sizeof(arr)/sizeof(*arr);
	//int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);两种表达形式一样

	printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
	printf("%d\n", sizeof(&arr));//数组的地址，是地址就是4 / 8
	printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));//4 / 8
	printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));//4 / 8

	return 0;
}

strlen 部分：

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
	printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err
	printf("%d\n", strlen(&arr));//6
	//&arr - char(*)[7]  数组指针
	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//5

	return 0;
}

图片讲解：
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2.4 再来一组对比练习

int main()
{
	char* p = "abcdef";  //p里面放的是a的地址
	printf("%d\n", sizeof(p));
	printf("%d\n", sizeof(p + 1));
	printf("%d\n", sizeof(*p));
	printf("%d\n", sizeof(p[0]));
	printf("%d\n", sizeof(&p));
	printf("%d\n", sizeof(&p + 1));
	printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));
	printf("%d\n", strlen(p));
	printf("%d\n", strlen(p + 1));
	printf("%d\n", strlen(*p));
	printf("%d\n", strlen(p[0]));
	printf("%d\n", strlen(&p));
	printf("%d\n", strlen(&p + 1));
	printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));
	return 0;
}

详细讲解：
sizeof 部分：

int main()
{
    char* p = "abcdef";
	printf("%d\n", sizeof(p));//4 / 8  p里面放的是a的地址
	printf("%d\n", sizeof(p + 1));//'b'的地址，4/8
	printf("%d\n", sizeof(*p));//1
	printf("%d\n", sizeof(p[0]));//*(p+0)--'a' 1
	printf("%d\n", sizeof(&p));//4 /8
	printf("%d\n", sizeof(&p + 1));//4/8
	printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));//&p[0]+1是'b'的地址 4/8

	return 0;
}

图片讲解：
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strlen 部分：

int main()
{
	char* p = "abcdef";
	printf("%d\n", strlen(p));//6
	printf("%d\n", strlen(p + 1));//p+1是'b'的地址 5
	printf("%d\n", strlen(*p));//err  //把a的ASCII值当成了地址
	printf("%d\n", strlen(p[0]));//err
	printf("%d\n", strlen(&p));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&p + 1));//随机值
	printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));//5
	return 0;
}

图片讲解：
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3. 二维数组

3.1 思考该结果是什么？

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

详细讲解：

int main()
{
	int a[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };

	printf("%d\n", sizeof(a));//48 - a这个二维数组的数组名单独放在sizeof内部，计算整个数组的大小
	printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));//第一行第一个元素，4个字节
	printf("%d\n", sizeof(a[0]));//16
	//a[0] 第一行的数组名，这时数组名单独放在sizeof内部了
	//计算的是第一行数组的大小，单位是字节，16
	printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));//4
	//a[0]不是单独放在sizeof内部，a[0]表示的首元素的地址，即第一行第一个元素的地址 - &a[0][0]
	//a[0] + 1 是第一行第2个元素的地址 &a[0][1]
	printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));//a[0][1] 大小是：4个字节
	printf("%d\n", sizeof(a + 1));//
	//a作为二维数组的数组名并非单独放在sizeof内部,所以表示首元素的地址
	//二维数组的首元素是第一行，这里的a就是第一行的地址---  int (*)[4]数组指针
	//a+1是跳过第一行，指向了第二行

	printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));//16
	//*(a+1)-->a[1]
	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//4/8
	//&a[0]是第一行的地址
	//&a[0]+1是第二行的地址
	printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));//16  a[1]
	printf("%d\n", sizeof(*a));//16 *a - 就是第一行
	//*a -- *(a+0) -- a[0]
	printf("%d\n", sizeof(*arr+1);//4 /8
	//*arr--arr[0],arr[0]+1 = &arr[0][0]+1-->&arr[0][1]
	printf("%d\n", sizeof(a[3]));//16  并不会越界
	//不会越界的原因:
	int a = 5;
	short s = 11;
	printf("%d\n", sizeof(s = a + 2));//发生截断，2
	printf("%d\n", s);//按理说结果为7但真正结果为11，因为sizeof内部不会真正计算

	return 0;
}

图片讲解：
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3.2 不会越界的原因

不会越界的原因:

int a = 5;
	short s = 11;
	printf("%d\n", sizeof(s = a + 2));//发生截断，2
	printf("%d\n", s);//按理说结果为7但真正结果为11，因为sizeof内部不会真正计算

sizeof 在编译过程的时候就处理掉了，不会在进行后面的流程了，分为值属性和类型属性，值属性是7，类型属性为2，类型属性先被计算，所以不会产生越界访问。

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4. 总结

数组名的意义：

  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。
  4. 二维数组的首元素是第一行。

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