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【进阶C语言】数组笔试题解析

2023-10-21 104
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简介： 数组名的意义：表示数组首元素的地址但是有两个例外：（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。单位：字节。（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大小。

一、一维数组

1.判断下列sizeof计算的大小

（1）一维数组

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a[] = { 1,2,3,4 };//一维数组
  printf("%zd\n", sizeof(a));
  printf("%zd\n", sizeof(a + 0));
  printf("%zd\n", sizeof(*a));
  printf("%zd\n", sizeof(a + 1));
  printf("%zd\n", sizeof(a[1]));
  printf("%zd\n", sizeof(&a));
  printf("%zd\n", sizeof(*&a));
  printf("%zd\n", sizeof(&a + 1));
  printf("%zd\n", sizeof(&a[0]));
  printf("%zd\n", sizeof(&a[0] + 1));
  return 0;
}

结果展示：

image.png

代码分析：

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a[] = { 1,2,3,4 };//一维数组
  //整形数组，每个元素4个字节，整个数组为16字节
  printf("%zd\n", sizeof(a));
  //数组名直接放在sizeof内部，表示整个数组的大小
  printf("%zd\n", sizeof(a + 0));
  //数组名没有单独放在sizeof内部，表示数组首元素的地址。大小就是4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*a));
  //a就是首元素地址。*a==*(a+0)==a[0]；所以*a就算首元素，大小为4字节
  printf("%zd\n", sizeof(a + 1));
  //a为首元素地址，+1跳过一个元素的地址，就算第二个元素的地址。a+1==&a[1]
  //只要是地址，就算4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(a[1]));
  //a[1]表示第二个元素，大小就是4字节
  printf("%zd\n", sizeof(&a));
  //&a,取出的是地址，只要是地址，就是4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*&a));
  //*与&操作相互抵消。sizeof(*&a)==sizeof(a),为整个数组元素的大小==16字节
  printf("%zd\n", sizeof(&a + 1));
  //&a的结果是地址，+1操作后还是地址，那就是4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&a[0]));
  //a[0]是第一个元素，&a[0]表示取出第一个元素的地址，地址就算4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&a[0] + 1));
  //&a[0]是首元素的地址，&a[0]+1就是第二个元素的地址，大小4/8个字节
  return 0;
}

内存分局图：

image.png

总结：只要可以确定是地址，那么大小一定就是4/8字节

（2）字符数组

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

结果展示：

image.png

代码分析：

#include<stdio.h>
int main()
{
  char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
  //字符数组，每个元素大小1字节，整个数组大小6字节
  printf("%zd\n", sizeof(arr));
  //计算的是整个数组的大小，为6字节
  printf("%zd\n", sizeof(arr + 0));
  //计算的是地址，大小为4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*arr));
  //*arr为第一个元素，大小为1字节
  printf("%zd\n", sizeof(arr[1]));
  //arr[1]表示第二个元素，大小为1字节
  printf("%zd\n", sizeof(&arr));
  //地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&arr + 1));
  //地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&arr[0] + 1));
  //地址，4/8字节
  return 0;
}

内存布局图：

image.png

（3）字符串数组

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

结果展示：

image.png

代码分析：

内存分布图：

image.png

（4）单单字符串

char *p = "abcdef";
printf("%zd\n", sizeof(p));
printf("%zd\n", sizeof(p+1));
printf("%zd\n", sizeof(*p));
printf("%zd\n", sizeof(p[0]));
printf("%zd\n", sizeof(&p));
printf("%zd\n", sizeof(&p+1));
printf("%zd\n", sizeof(&p[0]+1));

结果展示：

image.png

代码分析：

#include<stdio.h>
int main()
{
  char* p = "abcdef";
  //p指向a的地址
  printf("%zd\n", sizeof(p));
  //p是指针，存放首字符a的地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(p + 1));
  //p+1为字符b的地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*p));
  //*p==p[0]，拿到的是第一个字符：a，为1字节
  printf("%zd\n", sizeof(p[0]));
  //求的是字符的大小，1字节
  printf("%zd\n", sizeof(&p));
  //地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&p + 1));
  //地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(&p[0] + 1));
  //地址，4/8字节
  return 0;
}

内存分布图：

image.png

2.判断下列strlen计算的大小

知识点：strlen是计算字符串的长度（个数）的函数。统计的是在字符串中\0之前出现的字符的个数

（1）不带\0的字符数组

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
  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;
}

因为\0是strlen结束的标志，没有\0则不能正常计算

所以准确的来说，上述代码都是错误的。

错误原因解析：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
  printf("%d\n", strlen(arr));
  //随机值。地址
  printf("%d\n", strlen(arr + 0));
  //随机值。地址
  printf("%d\n", strlen(*arr));
  //非法访问地址，代码错误
  printf("%d\n", strlen(arr[1]));
  //非法访问地址，错误代码
  printf("%d\n", strlen(&arr));
  //随机值。地址
  printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
  //随机值。地址
  printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
  //随机值。地址
  return 0;
}

内存分布图：

image.png

（2）自带\0的字符串数组

#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));
  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;
}

代码分析：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  //arr中的数据：a,b,c,d,e,f,\0
  printf("%d\n", strlen(arr));
  //从起始位置开始计算长度，为6
  printf("%d\n", strlen(arr + 0));
  //从起始位置开始计算长度，为6
  printf("%d\n", strlen(*arr));
  //*arr==a，传入的值就为97，代码报错
  printf("%d\n", strlen(arr[1]));
  //arr[1]==b，传入的值为98，代码错误
  printf("%d\n", strlen(&arr));
  //从起始位置开始计算，长度为6
  printf("%d\n", strlen(&arr + 1));
  //&arr为起始地址，&arr+1跳过了整个数组，为随机值
  printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));
  //从第二个元素开始，为5
  return 0;
}

内存分布图：

image.png

（3）带\0的纯字符串

#include<stdio.h>
#include<string.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;
}

代码分析：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char* p = "abcdef";
  printf("%d\n", strlen(p));
  //从起始位置开始计算长度，为6
  printf("%d\n", strlen(p + 1));
  //从b位置开始计算长度，为5
  printf("%d\n", strlen(*p));
  //*p==a，传入97，代码报错
  printf("%d\n", strlen(p[0]));
  //代码报错
  printf("%d\n", strlen(&p));
  //&p为指针变量的地址，为随机值
  printf("%d\n", strlen(&p + 1));
  //&p+1跳过了该字符串，为随机值
  printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));
  //从b位置开始计算，长度为5
  return 0;
}

内存分布图：

image.png

二、二维数组

前言：二维数组的数组名同样是首元素地址，不过二维数组的首元素是第一行元素；而且依旧有两个例外。

题目：判断下列sizeof计算的大小

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

运行结果：

image.png

代码分析：

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a[3][4] = { 0 };
  //三行四列，一行的大小是12，整个数组是48
  printf("%zd\n", sizeof(a));
  //数组名单独放在里面，计算的是整个数组的大小
  printf("%zd\n", sizeof(a[0][0]));
  //a[0][0]表示第一行第一列的元素，计算的是元素的大小，4字节
  printf("%zd\n", sizeof(a[0]));
  //a[0]表示第一行的地址，也可以称为第一行这个数组的数组名
  //sizeof(arr[0])计算的就是第一行整个一维数组的全部大小，16字节
  printf("%zd\n", sizeof(a[0] + 1));
  //a[0]没有单独存放，a[0]==&a[0][0]，也表示第一行第一个元素的地址
  //所以a[0]+1==&a[0][1],地址就是：4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*(a[0] + 1)));
  //a[0]+1为第二行元素的数组名，也是第二行元素的首元素，4字节
  printf("%zd\n", sizeof(a + 1));
  //a没有单独放在sizeof内部，所以表示第一行的地址
  //所以a+1是第二行的地址，4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*(a + 1)));
  //a+1为第二行的地址，*(a+1)就是第二行
  //*(a+1)==a[1]，第二行元素的总大小=4*4=16
  printf("%zd\n", sizeof(&a[0] + 1));
  //&a[0]是第一行的地址，&a[0]+1是第二行的地址
  //地址就是4/8字节
  printf("%zd\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));
  //*(&a[0]+1)==a[1],计算的是第二行元素的大小，为16字节
  printf("%zd\n", sizeof(*a));
  //a没有单独放在sizeof内部,所以是第一行的地址
  //*a==a[0],计算的是第一行的元素，为16字节
  printf("%zd\n", sizeof(a[3]));
  //a[3]表示第四行元素，但是没有第四行元素
  //sizeof计算的只是类型大小，a[3]和a[0]或a[1]一样，都表示某一行元素
  //虽然没有第四行，但是跟a[0]的类型一样，都是四个int元素的数组
  return 0;
}

内存布局图：

image.png

总结：有二维数组a[3][4]


（1）a、a[0]、a[1]、a[2]都表示数组名


（2）a是二维数组的数组名，a[0]、a[1]、a[2]分别是第一、二、三行的数组名。


（3）第一、第二和第三行数组又可以称为一个一维数组


（4）a、a[0]、a[1]、a[2]单独放在sizeof内部或者&数组名，就表示整个数组


（5）没有像（4）那种，a、a[0]、a[1]、a[2]就表示首元素的地址


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