一、指针和数组练习题
首先我们在练习此方面的题目前,回顾一下相关概念。
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or指针变量,指针的大小为4/8个字节(由CPU的寻址位数决定)
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,这个地址可以存放到指针变量当中。
可以根据指针来遍历数组的操作。
数组名:
大部分情况下表示的是数组首元素的地址。
但是除了以下两个例外:
sizeof(数组名) ,此时的数组名表示的是整个数组,且单独存放在sizeof( )内部,计算的是整个数组大小;
&数组名,此时的数组名表示的是整个数组,取出的就是数组的地址。
sizeof与strlen
1.sizeof计算的是占用内存空间的大小,单位是字节,不会关注内存中到底存放的是什么;
2.sizeof不是函数,而是操作符;
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'之前出现的字符的个数。
1. 一维数组
//一维数组 #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; }
分析:
//1: 数组名单独放在sizeof()内部,计算的是数组总大小,单位是字节。16
//2: 此时的a并没有单独存放在sizeof()内部,a+0计算的就是数组首元素的地址,地址的大小是4/8个字节。
//3:此时的a没有单独存放在sizeof()内部,a表示数组首元素的地址(&a[0]),*a 就等价于*&a[0],等价于a[0],计算的是第一个元素类型的大小,结果是4
//4: a是数组首元素的地址,类型是int*,a + 1就是跳过一个整型的大小,得到的是第二个元素的地址,计算的就是第二个元素地址的大小,结果就是4/8字节
//5:a[1] 等价于 *(a + 1),计算的就是第二个元素的大小,结果是4
//6:&a表示的是取出整个数组的地址,结果计算的就是整个数组地址的大小,结果是4/8个字节
//7:(1)&a表示的是整个数组的地址,*星号解引用,拿到的就是整个数组, *&a == a,sizeof(a)计算的就是整个数组的大小,结果是16
(2)也可以看做是&a 放在一个指针中,这个指针的类型就是 int (*) [4],*解引用, 访问的就是一个数组的大小,数组有4个元素,每个元素是int类型,结果就是4 * 4 为16
//8:&a 表示的是整个数组的地址,类型是 int (*)[4] ,&a + 1跳过的就是一个数组的大小,
结果是4/8个字节
//9:a[0] 等价于*(a + 0),表示的就是第一个元素,&a[0]就是第一个元素的地址, 结果就是4/8个字节
//10:&a[0] + 1 ,即第一个元素的地址 + 1,得到的是第二个元素的地址,结果是4/8个字节
2. 字符数组
#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 printf("%d\n", strlen(arr));//8 printf("%d\n", strlen(arr+0));//9 printf("%d\n", strlen(*arr));//10 printf("%d\n", strlen(arr[1]));//11 printf("%d\n", strlen(&arr));//12 printf("%d\n", strlen(&arr+1));//13 printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//14 return 0; }
//10 访问时冲突: .
分析:
//1: arr数组名单独存放在sizeof()内部,计算的是整个数组的大小,故结果是6
//2: arr + 0 是数组首元素的地址,计算的是地址的大小,结果是4/8个字节。
//3: *arr,表示的是对数组首元素的地址进行解引用,拿到的就是首元素,计算的是数组首元素的大小,结果是1
//4: arr[1],等价于*(arr + 1),对数组第二个元素的地址解引用,拿到第二个元素,计算的就是第二个元素的大小,结果是1
//5: &arr 表示的就是整个数组的地址,结果是4/8个字节
//6: &arr + 1 表示跳过一个数组的大小,但还是地址,结果还是4/8个字节
//7: &arr[0]表示的就是数组首元素的地址,&arr[0] + 1 跳过一个char类型的大小,结果还是4/8个字节。
//8: 此处的数组名代表的是数组首元素的地址,计算字符串长度,所以需要寻找'\0'的位置,但是我们不确定'\0'会出现在哪个位置,故而我们认为结果是个随机值。
//9: arr + 0,还是表示的是数组首元素的地址,结果同上,依旧是一个随机值。
//10: 这里的arr表示的就是数组首元素的地址,*arr拿到的是'a',但是传入strlen()的参数必须是一个指针,而这里的'a',实际把a的ASCII码值转换为指针的形式,然后访问,但是这个地址并不是“自己”的,所以形成了非法访问的情况。(观察上方图片,0x00000061就是97,即'a'的ASCII码值。)
//11:arr[1]表示的是数组的第二元素,传入strlen,会将'b'(98)当成地址,也会形成非法访问
//12: &arr表示取出整个数组的地址,数组的起始地址仍然指向'a',向后寻找'\0',所以还是一个随机值
//13:&arr + 1跳过了一个数组的大小,仍然向后寻找'\0',直到找到'\0'结束,但它与前一条(//12)相比,会少数6次,故可以认为是随机值 - 6
//14:&arr[0] + 1是第二个元素的地址,即从指向'b'的位置开始向后数,可以认为是随机值 - 1
#inlude<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 printf("%d\n", strlen(arr));//8 printf("%d\n", strlen(arr+0));//9 printf("%d\n", strlen(*arr));//10 printf("%d\n", strlen(arr[1]));//11 printf("%d\n", strlen(&arr));//12 printf("%d\n", strlen(&arr+1));//13 printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1))//14 return 0; }
//12会发生警告
分析:
//1:数组名单独存放在sizeof()内部,计算的是整个数组的大小,结果是7
//2: sizeof(arr + 0)计算的是数组首元素地址的大小,结果是4/8个字节
//3: arr表示的是数组首元素的地址,*arr拿到的是数组首元素,故结果计算的是数组首元素的大小,结果是1
//4: 表示的数组第二个元素的大小,结果是1
//5: &arr表示的是整个数组地址,计算的是整个数组地址的大小,结果是4/8个字节
//6: &arr表示数组的地址,+ 1跳过了一个数组的大小,结果是4/8个字节
//7: &arr[0]数组首元素的地址 + 1,跳过一个char类型的大小,表示第二个元素的地址,结果是4/8个字节
//8: arr表示首元素的地址,依次往后寻找,直到找到'\0'为止结束,结果是6
//9: arr + 0 表示的也是数组首元素的地址,依次往后寻找,直到找到'\0'为止结束,结果为6
//10: *arr表示拿到的是数组首元素,即将'a'传进strlen函数了,会造成非法访问
//11: 也会造成非法访问
//12: &arr拿到的数组的地址,起始地址指向'a', 向后寻找'\0',故结果为6
强调一下:这里的传址发生警告,因为&arr,放到一个指针里面去,它的类型应该是一个数组指针,为char (*)[7],但是strlen()函数的形式参数为const char * 来接收,如上图显示,会显示 “const char *”与“char (*) [7]”的间接级别不同,但是不会影响使用。
//13: &arr + 1 跳过了一个数组的大小,往后寻找'\0',直到找到'\0'为止结束,但这里我们并不知道'\0'的位置,所以结果是随机值
//14: &arr[0] + 1,指向的就是第二个元素的地址,往后寻找'\0',直到找到'\0'为止结束,结果是5
#inlcude<stdio.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 printf("%d\n", strlen(p));//8 printf("%d\n", strlen(p+1));//9 printf("%d\n", strlen(*p));//10 printf("%d\n", strlen(p[0]));//11 printf("%d\n", strlen(&p));//12 printf("%d\n", strlen(&p+1));//13 printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));//14 return 0; }
分析:
//1:这里的p是一个指针变量,指向了字符串首元素的地址,即'a'的地址,所以计算它的大小为4/8个字节
//2: p + 1指向了'b'的地址,所以计算它的大小为4/8个字节
//3: *p,即对'a'解引用操作,计算的大小就一个char 类型的大小,结果为1
//4: p[0] 等价于*(p + 0),(可以把字符串想象成一个数组,为内存连续存放的空间),即'a',结果为1
//5: &p,对指针变量p进行取地址操作,是一个一级指针的地址,为一个二级指针,但还是指针,所以大小为4/8个字节
//6: &p + 1,跳过一个char* 类型的数据,结果为4/8个字节
//7: &p[0] + 1,指向了'b'的地址,所以计算它的大小为4/8个字节
//8: 从'a'的地址开始,向后数,直到找到'\0'为止结束,结果为6
//9: p + 1 指向了'b'的地址,向后数,直到找到'\0'为止结束,结果为5
//10: 把'a'的ascii码值当成了地址,会形成非法访问
//11: p[0]等价于*(p + 0),和*p一样,同样会造成非法访问
//12:&p是从指针变量p向后数,直到找到'\0'为止结束,结果为随机值
//13: &p + 1跳过一个char * 类型的指针,向后数,结果也为一个随机值,但是与第十二条的随机值没有关系。(因为不确定 //12 中指针变量p中的4/8个字节空间中是否存在'\0')
//14: &a[0]为首元素的地址,+ 1跳过一个char 类型的大小,指向了元素'b',所以计算的结果是5
3. 二维数组
#include<stdio.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 printf("%d\n",sizeof(*a + 1));//12 return 0; }
分析:
//1: 二维数组名单独存放在sizeof内部,计算的是整个二维数组大小,结果是48
//2: a[0][0]即第一行第一个元素,计算的大小是4
//3: a[0]是数组第一行的数组名,这里的数组名单独存放在sizeof()内部,计算的是第一行数组的大小,结果是16
//4: a[0]不是单独存放在sizeof()内部,a[0]表示的是首元素的地址,即第一行第一个元素的地址,相当于&a[0][0],a[0] + 1就是第一行第二个元素的地址,相当于&a[0][1],计算的大小是4/8个字节
//5: *(a[0] + 1)是对第一行第二个元素的地址解引用操作,即a[0][1],计算的大小就是4
//6: a表示二维数组名,为二维数组首元素的地址,二维数组的首元素是第一行,即第一行(第一个一维数组)的地址,类型是int (*) [4],a + 1跳过第一行,指向了第二行(第二个一维数组),即第二行的地址,等价于&a[1],那么计算的结果是4/8个字节
//7:(1)对第二行的地址解引用操作。指向第二行的指针变量的大小是 int * [4],解引用访问了一个数组的大小,数组有4个元素,一个元素占4个字节,计算的总大小是16
(2)*(a + 1)可以看作是a[1],a[1]是第二行的数组名,单独放在sizeof()内部,计算的是第二行的大小,结果是16
//8: &a[0] 是第一行的地址,&a[0] + 1就是第二行的地址,结果是4/8个字节
//9: &a[0] + 1是第二行的地址,*(&a[0] + 1)计算的就是第二行的大小,等价于sizeof(a[1]),结果就是16
//10: (1) a表示数组首元素的地址,即第一行的地址,*a访问的是第一行,sizeof(*a)计算的就是第一行的大小,结果是16
(2)*a == *(a + 0)== a[0],将a[0]放在sizeof()内部,计算的也是第一行的大小,结果是16
//11: 这里的a[3]会出现越界访问吗? 结果并不会,因为sizeof这个操作符在程序编译期间就完成了操作,并不会对内部表达式进行计算,所以不会造成越界访问,编译器根据类型属性,就知道了a[3]其实和a[1]、a[2]的大小一样,都是int [4],结果就是16
//12: *a,a表示的是二维数组的数组名,数组名表示的是首元素的地址,即第一行的地址,*a得到的就是第一行,即a[0];a[0] + 1,a[0]是第一行的数组名,表示的是首元素的地址,即第一行第一个元素的地址,可以看作为&a[0][0],a[0] + 1,得到就是第一行第二个元素的地址,计算得到的结果就是4/8个字节