C语言之指针详解（5）（含有易错笔试题）

一、sizeof和strlen的对比

有一个很神奇的现象,就是在C语言中sizeof和strlen是两个毫不相干的东西一个是操作符，一个是库函数。但是对于初学者来说就是很容易把两者弄混淆。下面我们就来进一步加深对这两个的学习。

1.1 sizeof

在学习操作符的时候，我们学习了 sizeof， sizeof 计算变量所占内存内存空间大小的，单位是字节，如果操作数是类型的话，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。

比如：

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

代码运行结果如下：

1.2 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strlen函数的参数str中这个地址开始向后，\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。

示例代码如下：

#include <stdio.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;
}

运行结果：

1.3 sizeof 和 strlen 的对比

sizeof	strlen
1. sizeof是操作符	1.strlen是库函数，使用需要包含头文件string.h
2.sizeof计算操作数所占内存的大小，单位是字节	2.strlen是求字符串长度的，统计的是\0之前字符的个数
3.不关注内存中存放什么数据	3.关注内存中是否有\0，如果没有\0，就会持续往后找，可能会越界

对于下面的笔试题，有少部分我做了讲解。如果有其它疑问的地方可以在底下评论区问我，我会尽可能帮助大家。

二、数组和指针笔试题

在下面的题目中sizeof的情况比较简单，对于strlen有些地方稍微有点难度，我会为大家做出相应的解释。

2.1 一维数组

#include <stdio.h>
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;
}

结果如下：

2.2 字符数组

代码1：

#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;
}

结果如下：

代码2：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };printf("%d\n", strlen(arr));//没有\0因此会越界，导致随机值printf("%d\n", strlen(arr + 0));//没有\0因此会越界，导致随机值//printf("%d\n", strlen(*arr));arr代表首元素地址，*arr代表数组第一个元素'a','a'的ASCLL码值是97，//因此这里strlen函数会从地址为97的地方开始找\0来计算字符串长度，但地址为97的空间访问是非法的，是禁止的。//printf("%d\n", strlen(arr[1]));arr[1]代表'b'这个元素，道理同上面一个*arr的情况只不过这里是非法访问地址为98的。printf("%d\n", strlen(&arr));//地址和arr一样,只不过是数组的地址，但没有\0因此会越界，导致随机值printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//由于+1跳过一整个数组，因此比上一个&arr的输出结果少了一个数组的长度6，但是还是没有\0因此会越界，导致随机值printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));//是第二个元素'b'的地址，因此比第一个arr的输出结果少了1但是还是没有\0因此会越界，导致随机值。return 0;
}

输出结果如下：

代码3：

#include <stdio.h>
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));return 0;
}

运行结果如下：

代码4：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr[] = "abcdef";printf("%d\n", strlen(arr));printf("%d\n", strlen(arr + 0));//printf("%d\n", strlen(*arr));arr代表首元素地址，*arr代表数组第一个元素'a','a'的ASCLL码值是97，//因此这里strlen函数会从地址为97的地方开始找\0来计算字符串长度，但地址为97的空间访问是非法的，是禁止的。//printf("%d\n", strlen(arr[1]));arr[1]代表'b'这个元素，道理同上面一个*arr的情况只不过这里是非法访问地址为98的。printf("%d\n", strlen(&arr));printf("%d\n", strlen(&arr + 1));//&arr是整个数组的地址，+1跳过整个数组，因此只能越界访问，结果就是随机值了printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1)); //是第二个元素'b'的地址，因此比第一个arr的输出结果少了1return 0;
}

运行结果如下：

代码5：

#include <stdio.h>
int main()
{char* p = "abcdef";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));return 0;
}

结果如下：

代码6：

经过上面的联系，我想大家都掌握的差不多了吧，最后一个留给大家自行思考，看看是否能解决。

#include <stdio.h>
int main()
{char* p = "abcdef";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;
}

2.3 二维数组

对于二维数组的情况需要注意的一个点就是，二维数组的数组名代表首元素地址时，这个首元素是指第一行元素的地址。

#include <stdio.h>
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;
}

代码运行结果如下：

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。

三、指针运算笔试题

3.1 题目1

#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;
}
//程序的结果是什么？

3.2 题目2

//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;
}

3.3 题目3

#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;
}

3.4 题目4

//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;
}

3.5 题目5

#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;
}

3.6 题目6

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

3.7 题目7

#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;
}