🌇前言

 指针，一块存储其他内存块地址的空间，不仅能监管别人的地址信息，还拥有属于自己的地址。在取地址操作符(&)与解引用操作符(*)的“双重折磨”下，很多人对指针望而生畏，常常会掉进不规范使用指针而引发错误的大坑中。本文旨在通过众多例子来带大家理解指针（主要包含sizeof、strlen和多道指针笔试题），本文篇幅可能较长，请系好安全带，跟我走！

🌇正文

 相信大家对这么一句话还有印象吧：数组名就是首元素地址。既然数组名就是地址，而且我们对数组的认识也比较深刻，那么我们可以从数组开始，带大家逐步深入理解指针。

注意：本文中所有测试用题都是在x86环境下运行的，更换环境会造成结果差异。

🌆一维数组（题组一）

作为我们的热身题，题组一还是比较简单的，它不仅是一维数组，而且还是 int 型，因此只会包含 sizeof 的例题（strlen 需要 char型 数据），下面是源码，大家可以先试着想一下，然后与我后面的讲解作对比，或者直接到自己的电脑上跑一下看正确答案。

//题组一
//只包含整型的数组
#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;
}

🌃讲解

怎么样？是否能读懂程序，如果有不理解的地方也不用担心，下面跟我一起来看详解吧！

题1：

首先我们来看看整型数组 arr，数组大小未定义，但根据后面存放的元素来看，数组中存放了四个int 型的元素(1,2,3,4)，而我们的 sizeof  是计算大小的一个操作符（关于sizeof），作为语法规定的操作符，它能计算出各种变量的大小，比如 sizeof(int) 就为4。而当我们把数组名放入 sizeof 中时，数组名就不再代表首元素地址，而是代表整个数组的大小。综上所述，我们的题1就是计算整个数组所占空间的大小（即元素数 * 类型大小），自然就是16字节了。

注：此处有错误，数组名为a，不影响理解。

题2：

只有纯数组名的情况下 sizeof 才会计算整个数组的大小，那么任何对数组名的操作都会影响这一定律，即使是 a+0 ，此时数组名代表首元素地址，地址+0表示未偏移，因此还是代表首元素地址，地址就是指针，因此此时 sizeof 计算的其实是一个指针的大小，指针大小不受类型的影响，指针在32位平台(x86环境)下是4字节，而在64位平台(x64环境)下是8字节，因此这题结果为4或8，我的环境是x86，最终结果为4字节。

题3：

第三题就比较简单了，数组名就是首元素地址，对其进行解引用操作( * )，即 *a 可以得到它指向的元素值，当然此题是1，而1是一个 int 型数据，放在 sizeof 中其实就是求 int 的大小，显而易见为4字节。

题4：

第4题与第二题逻辑一致，不过第四题是 a+1 指向的是数组内第二个元素，本质上也是地址（指针），根据平台不同，大小也会不同，这里是x86环境，经过 sizeof(a+1) 的运算后，最终大小为4字节。

题5：

题5相对来说就比较熟悉了，经典的数组元素访问形式，数组名+下标，下标从0开始，这里访问到了数组中的第二个元素，就是2，跟前面题3一样，sizeof(a[1]) 也是计算一个整型元素的大小，毋庸置疑，大小为4字节。

题6：

题6是对数组名进行取地址操作，前面说过数组名本身就是一个指针(地址)，对其进行取地址会取到数组名自身的地址，而地址就是指针，sizeof(&a) 就变得和题2、题4一样求指针的大小了，具体是4还是8得看平台，我们这里是4字节。

题7：

无论是 * 还是 & ，计算顺序都是从右到左，因此 *&a 实际上就是先取出整个数组的地址，再对其进行解引用操作，经过解引用，a 为数组名，此时 sizeof(*&a) 就相当于 sizeof(a) ，回到了我们的题1，属于特殊情况之一，计算出的是整个数组的大小，为 4 * 4 = 16字节。其实当出现 *& 这种组合时，它俩就抵消了，直接把它们省去就行了，不过 &* 不行，因为逻辑上讲不通。

题8：

在第8题中，我们先是取出来整个数组的地址，然后对其进行+1操作，这样就跳过了整个数组，本质上仍然是指针，虽然此时已经跳出了数组，但并没有构成越界行为，因为 sizeof 中的表达式不会进行运算，当它执行此条语句时，只会跑到对应位置看看是什么类型，并不会改变原指针的指向位置，更不会进行解引用，因此没有越界行为。sizeof(&a+1) 仍在计算指针类型的大小，在这里(x86环境下)是4字节。

题9：

下标引用操作符 [ ] 优先级非常高，当数组名与其结合并附有下标时，a[0] 就表示数组中的第一个元素 1，再对其进行 &，取出它的地址，指针就是地址，本题绕了个弯，最终计算的仍是指针的大小，因此 sizeof(&a[0]) 对指针进行求值，最终值为4字节。

题10：

本题组的最后一个题了，首先根据第9题的经验，可知 &a[0] 是第一个元素的地址，对其进行 +1操作，使其向后偏移4个字节（元素类型为 int , 指针类型为 int*）后指向第二个元素 2 ，虽然进行了偏移，但仍然无法改变它是一个地址(指针)的事实，因此 sizeof(&a[0] + 1) 也是在计算指针的大小，这里的结果是4字节 。

以上就是对题组一的全部讲解，可以对着看看自己答对了几道题。

🌆字符数组（题组二）

经过前面的热身后我们可以挑战更难的题目了，题组二中涉及到了 sizeof 和 strlen ，数组类型也变为了 char 型，一样的，先给大家看看题目源码，可以试着自己做做。

//题组二
//含有多字符的数组
#include<stdio.h>
#include<string.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));//?
  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;
}

🌃讲解

题组二中有 sizeof 操作符和 strlen 库函数，题目比较多，没关系，看我一个一个解析！

题1：

第一题是在 sizeof 中放入了数组名 arr，属于特殊情况之一，sizeof(arr) 计算的是整个数组所占空间的大小，即数组元素数 * 类型大小，可见数组内有6个元素(不是字符串，不包含'\0')，类型为char型(1字节)，因此数组大小为 6 * 1 = 6字节。

题2：

第二题中的数组名 arr 发生了变化，虽然只是 +0 ，但它此时已经不属于特殊情况之一，而是代表数组首元素地址，既然是地址，sizeof(arr+0) 计算的实际上就是指针的大小，这里(x86环境，为32位平台)是4字节。

题3：

第三题，对数组名 arr 进行了解引用操作，同样的不再具备特殊情况的属性，而是数组中第一个元素的地址，经过解引用后，可以得到元素的具体值，即单个字符 'a' ，sizeof 根据类型计算大小，char 型是 1 个字节，因此 sizeof(*arr) 最终结果为1字节。

题4：

本题与上题基本一致，题3是通过指针进行解引用，而我们的题4是通过数组的形式得到元素具体值，下标为1，表示数组中的第二个元素，即字符 b，同样的大小也为1字节，经过 sizeof(arr[1]) 计算后，最终结果为1字节。

题5：

在第五题中，我们对数组名 arr 进行了取地址操作，取出了数组名的地址，本质上是一个指针，指向整个数组，sizeof(&arr) 求的就是一个指针的大小，具体为4字节(x86环境)。

题6：

这题跟上一题差不多，当我们对数组名取地址，得到整个数组的地址后，对其进行+1操作，会偏移到数组最后一个元素的后一块空间，sizeof 看到 &arr+1 后知道这是一个指针类型，大小为4字节。至于是否越界？答案是否，sizeof 中的表达式不进行运算，它只需要知道数据类型就行了，因此不会出现越界行为。

题7：

这是本套题组中的最后一道 sizeof 相关题，先看题目，首先 [ ] 的优先级很高，与数组名 arr 进行结合后表示数组中的第一个元素 a，在对其进行取地址，得到一个地址(此时的地址是首元素地址)，对地址+1后指向第二个元素 b，同样也是一个指针，sizeof(&arr[0]+1) 计算的也是指针类型的大小，具体为4字节。

题组二的 sizeof 部分结束了，下面来看看 strlen 部分：

题8：

第八题是我们接触的第一道 strlen 函数题，strlen 是一个库函数，作用是计算字符串的长度，原理为指针不断向后偏移，直到遇到结束标志 '\0' ，然后返回统计到的字符个数(strlen 官方介绍)，回顾题目，我们得到了一个存放6个字符的数组 arr (没有字符串结束标志)，那么当 strlen 进行偏移统计时，无法找到结束标志，会一直往后找，直到找到结束标志 '\0' ，当然返回的长度肯定与原数组长度对不上，我们称这个返回数为随机数，当然现在编译器很聪明，会报一个警告。经过不断寻找后，结果为随机数。

题9：

在第九题中，我们对数组首元素地址指向了+0的操作(相当于没加)，此时 strlen(arr+0) 统计字符串长度的效果和 strlen(arr) 完全一样，即两个题求得的随机数都一样，反正都没有结束标志，根据前题判断，此题结果为随机数。

题10：

第十题就比较特殊了，对数组名进行解引用，得到的是首元素 a，标准规定，在使用 strlen 时需要传入一个地址。而此时的 *arr 是一个具体元素值，类型不匹配，运行会报错，因此此题并不会求出运算结果。

题11：

上一题(*arr)是通过指针+解引用的方式访问元素 a，而这题(arr[1])是通过数组名 +下标的方式访问元素 b，两者都是访问元素，得到的是一个具体元素值，传给 strlen 进行运算同样会报错，无法得出结果！

题12：

让我们结束报错代码的学习，在第十二题中，取出来数组名的地址(&arr)，此时 strlen 能正常接收并进行运算，而 &arr 与 arr 指向的地址一致，可以间接看成这题是题8的翻版，因此所得到的随机数也一致，应该就是19了(测试后发现不是，果然是随机数~)，当然不同环境具体值有差异，但肯定和原数组长度对不上。

题13：

此题就是在题12的基础上+1，当然因为是 &arr+1，跳过的是整个数组，也就是说 &arr+1 从数组尾元素后一个位置开始，传递给 strlen ，本来一样的随机数，跳过了一整个数组(6个元素)，因此第十三题得到的最终值是随机数 - 6。

题14：

本套题组的最后一题，一样的，arr[0] 得到的首元素 a，取出它的地址，在它的地址基础上+1，此时 &arr[0]+1 表示元素 b 的地址，也就是说，我们跳过了一个元素，这样一来，strlen 的最终值就是随机值 - 1，因为起点从 a 变成了 b，二者差1。

至此我们的题组二已经全部讲解完毕了，相对于题组一，题目增加了很多，难度也是提升了一个阶梯，不过也都还好，相信在看完我的讲解后，能对这些题目有更深的理解。

🌆字符串数组（题组三）

在题组二中我们接触了存储在数组中的多字符(无'\0')，而在题组三中数组中的内容变成了字符串(有'\0')，既然多了一个结束标志 '\0' ，两组题的差异会有多大呢？下面是题目源码，一起来看看吧！

//题组三
//含有字符串的数组
 #include<stdio.h>
#include<string.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));//?
  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;
}

🌃讲解

现在看这些题是否已经有点感觉了？不至于像前面一样一头雾水，一起来看看各题讲解及答案吧

题1：

第一题一如既往的从数组名开始，记住，凡是在 sizeof 中单独出现的数组名，都不再代表数组首元素地址，而是代表整个元素数量，经过 sizeof 计算后得出整个数组所占空间的大小。当然因为此时数组中存放的是一个字符串，除了各字符外还额外存放了一个字符串结束标志 '\0' ，这也算字符，sizeof 在计算大小时会将此标志也算入其中，因此本题的最终大小为 (6+1) * 1 = 7 字节，因为数组类型为 char，所以需要乘上1。

题2：

第二题中对数组名 arr 执行了操作，此时数组名 arr 已不再单独存放于 sizeof 中，因此数组名 arr 就是首元素 a 的地址，对其地址执行+0操作，相当于没有偏移还是指向首元素 a，此时 arr+0 ，就是一个地址，指针就是地址，sizeof(arr+0) 在计算时相当于是在计算一个指针大小，指针不论类型，都是4字节(x86环境)，因此此题的答案为4字节。

题3：

对数组名 arr 解引用后，得到的数组中首元素的具体值 a，为 char 型元素，因此 sizeof(*arr) 相当于在计算一个字符型数据的大小，毋庸置疑，大小为1字节。

题4：

数组名 arr 与 [ ] 结合，再通过下标1访问到数组第二个元素 b，与题3一样，arr[1] 得到的也是数组中元素的具体值 b，sizeof(arr[1]) 实际计算的就是 char 类型的大小，为1字节。

题5：

第五题中对数组名 arr 执行了取地址的操作，属于另一种特殊情况：&数组名，数组名不再是首元素地址，取出的是整个数组的地址，进行操作时，会跳过整个数组。此时我们得到的是整个数组的地址(虽然和首元素地址一样，但本质上不同)，既然我们此时得到的是一个地址，而且是放入sizeof 中的地址，那么 sizeof(&arr) 计算的就是指针大小，在当前平台(x86) 下为4字节。

题6：

此题目标量是在题5的基础上+1，前面说过 &arr 取出的是整个数组的地址，对其进行+1，会跳过整个数组(包括结束标志 '\0' )，虽然指向了越出数组的空间，但并未构成越界，因为 sizeof 中的表达式不会真正运算，只是去看一下是什么类型的数据，很显然此时是一个指针类型的数据，因此大小为4字节(当前为x86环境)。

题7：

第七题，首先我们获得数组首元素值 a，再对其进行取地址操作，此时的地址不代表整个数组的地址，因此+1只会跳到下一个元素 b 的地址处。所以说 &arr[0]+1 仍是一个地址，sizeof 计算时会当作指针处理，最终结果为4字节(x86环境下)。

下面来看看 strlen 关于字符串的运算吧！

题8：

strlen 得配合字符串使用，因为字符串中自带结束标志，所以这部分就和 strlen 很配对，不过如果传的不是地址，同样会报错。下面来看看这题，传递的是数组名 arr，因为没在 sizeof 中，因此此时相当于是数组首元素地址，strlen 会根据这个地址逐个往后比对，直到遇到结束标志，显然在此数组中元素个数是6，最终结果也正是6。

题9：

题9是在上一题的基础上进行操作，不过因为 arr+0 相较于 arr 无任何偏移，因此这两个地址的指向空间都一样，都是首元素 a，当然因为指向一样，strlen(arr+0) 在计算时起点也一样，因此最终结果是一样的，都是6。

题10：

这里对数组名 arr 执行了解引用操作，导致此时 *arr 为数组首元素具体值 a ，把一个具体值传递给 strlen 是不可行的，且 a 的ASCII码为97，当97被当作地址传递给 strlen 时，所代表的是为操作系统分配的内存地址，普通用户访问会报错，所以此题没有结果，运行时会报错。

题11：

第十题是以数组的形式访问元素，arr[1] 表示数组中的第二个元素 b，当 b 被转化为98传递给 strlen 时，运行同样会报错，一样的得不到结果。

题12：

题11中取出了数组名 arr 的地址，此时地址仍与首元素地址一致，因为传递的是一个地址，交给 strlen 处理时合法，又因为和首元素地址一致，strlen 的起点和题8、题9一致，综上 strlen(&arr) 所得出的长度与它们一致，都是6。

题13：

在这题中，我们对 &arr 进行+1操作，因为 &arr 取出的是整个数组的地址，移动步长为整个数组，&arr+1会跳过整个数组，指向整个数组尾元素的后一块空间，从这块空间开始往后比对，因为谁也不知道什么时候能遇到结束标志 \0 ，所以 strlen(&arr+1) 的结果为随机值。

题14：

本套题组的最后一题，首先 arr[0] 代表首元素 a，取出它的地址，再执行+1操作，跳过一个元素，最终 &arr[0]+1 指向元素 b，传给 strlen 进行计算，此时起点为元素 b，相较于题8少了一个元素，因此本题的计算值为 6 - 1 = 5。

以上就是题组三的全部讲解，主要就是考察字符串，理解了也很简单。