浅学指针(5)sizeof和strlen的进阶理解

简介: 浅学指针(5)sizeof和strlen的进阶理解

前言

目的:深入学习sizeof和strlen和有关2维数组的指针形式


1. sizeof和strlen的对⽐

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:


sizeof不是函数,是运算符
#inculde <stdio.h>
int main()
{
  int a = 10;
  printf("%d\n", sizeof(a));
  printf("%d\n", sizeof a);//也可以这样
  printf("%d\n", sizeof(int));
  return 0;
}


输出结果都是一样的,都是4,


1.2 strlen

strlen 是C语⾔库函数,功能是求字符串⻓度。函数原型如下:


size_t strlen ( const char * str );


统计的是从 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。


#include <stdio.h>
int main()
{
  char arr1[3] = {'a', 'b', 'c'};
  char arr2[] = "abc";
  printf("%d\n", strlen(arr1));//1
  printf("%d\n", strlen(arr2));//2
  printf("%d\n", sizeof(arr1));//3
  printf("%d\n", sizeof(arr1));//4
 return 0;
}


代码1:随机值,没有\0; 代码2:结果是3

代码3:结果3 代码4:结果是4


1.3 sizeof 和 strlen的对⽐

(1)sizeof


sizeof是操作符。

sizeof计算操作数所占内存的⼤⼩,单位是字节。

不关注内存中存放什么数据。

(2)strlen

strlen

strlen是库函数,使⽤需要包含头⽂件 string.h。

srtlen是求字符串⻓度的,统计的是 \0 之前字符的隔个数。

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。

2. 数组和指针笔试题解析

后面所有题都是在下面基础上:


• sizeof(数组名),sizeof中单独放数组名,这⾥的数组名表⽰整个数组,计算的是整个数组的⼤⼩,

单位是字节

• &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(整个数组的地址和数组⾸元素

的地址是有区别的)

除此之外,任何地⽅使⽤数组名,数组名都表⽰⾸元素的地址。

2.1 ⼀维数组

写出所占字节数

int a[] = {1,2,3,4};
  printf("%d\n",sizeof(a));//单单数组名,是整个数组,16
  printf("%d\n",sizeof(a+0));//首元素地址加0,为地址4/8个字节
  printf("%d\n",sizeof(*a));//为首元素内容,4
  printf("%d\n",sizeof(a+1));//首元素地址加1,为第2个元素地址 ,4/8
  printf("%d\n",sizeof(a[1]));//4
  printf("%d\n",sizeof(&a));//地址 4/8
  printf("%d\n",sizeof(*&a));//所有元素地址,解引用为所有元素内容,4*4=16
  printf("%d\n",sizeof(&a+1));//地址,4/8
  printf("%d\n",sizeof(&a[0]));//地址4/8
  printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//首元素地址加1,第2个元素地址,4/8


2.2 字符数组

代码1:


char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
  printf("%d\n", sizeof(arr));//计算的是整个数组大小,6个字节
  printf("%d\n", sizeof(arr+0));//arr+0是数组第一个元素的地址4/8
  printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr是首元素,1
  printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
  printf("%d\n", sizeof(&arr));//整个数组地址,还是地址4/8
  printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//4/8
  printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4/8

代码2:


char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
  printf("%d\n", strlen(arr));//随机值,因为没有\0
  printf("%d\n", strlen(arr+0));//随机值
  printf("%d\n", strlen(*arr));//err(错误)'b'没有\0
  printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err
  printf("%d\n", strlen(&arr));//随机值
  printf("%d\n", strlen(&arr+1));//随机值
  printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//随机值


代码3:


char arr[] = "abcdef";
  printf("%d\n", sizeof(arr));//7
  printf("%d\n", sizeof(arr+0));//arr+0是数组首元素的地址,地址的大小4/8
  printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr是数组首元素地址,1
  printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
  printf("%d\n", sizeof(&arr));//整个数组地址,数组地址也是地址4/8
  printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//&arr+1跳过整个数组,指向了数组的后,4/8
  printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//&arr[0]+1是第2个元素地址4/8


代码4:

这里有重要内容

char arr[] = "abcdef";
  printf("%d\n", strlen(arr));//6
  printf("%d\n", strlen(arr+0));//arr+0是首元素地址,6
  printf("%d\n", strlen(*arr));//err(错误)
  printf("%d\n", strlen(arr[1]));//err'b'没有\0
  printf("%d\n", strlen(&arr));//————&arr虽然是数组地址,但是也是指向数组起始位置
  printf("%d\n", strlen(&arr+1));//随机值
  printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//&arr+1是第2个元素的地址


strlen计算内容是地址时,计算的是地址的内容

代码5:


char *p = "abcdef";
  printf("%d\n", sizeof(p));//p是指针变量,是地址4/8
  printf("%d\n", sizeof(p+1));//p+1是'b' 的地址,4/8
  printf("%d\n", sizeof(*p));//*p计算'a'大小1个字节
  printf("%d\n", sizeof(p[0]));//p[0] = *(p+0) 1个字节
  printf("%d\n", sizeof(&p));//&p是地址,这里相当于2级指针4/8
  printf("%d\n", sizeof(&p+1));//&p+1是指向p指针变量后面的空间,也是地址,是4/8字节
  printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));//&p[0]+1是'b'的地址,是地址就是4/8个字节


代码6:


char *p = "abcdef";
  printf("%d\n", strlen(p));//6
  printf("%d\n", strlen(p+1));//跳过1个字节,计算后面的为5
  printf("%d\n", strlen(*p));//err
  printf("%d\n", strlen(p[0]));//err一个字节
  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


2.3 ⼆维数组

int a[3][4] = {0};
  printf("%d\n",sizeof(a));//4*12=48
  printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//4
  printf("%d\n",sizeof(a[0]));//a[0]是第一行这个一维数组的数组名,数组名单独放在sizeof了,计算的是第一行大小,单位是字节,16
  printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));//a[]第一行这个一维数组的数组名,这里表示数组首元素,也就是a[0][0]的地址,a[0] + 1是a[0][1]的地址
  printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1));//a[0][1] - 4个字节
  printf("%d\n",sizeof(a+1));//a是二维数组的数组名,但是没有&,也没有单独放在sizeof内部,所以这里的a是数组收元素的地址,应该是第一行的地址,a+1是第二行的地址
  printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//*(a + 1) ==> a[1] - 第二行的数组名,单独放在sizeof内部,计算的是第二行的大小,为16
  printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//&a[0]是第一行的地址,&a[0]+1就是第二行的地址,4/8
  printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//访问的是第二行,计算的是第二行的大小,16个字节,相当于放在int(*p)[4] = &a[o] + 1;
  printf("%d\n",sizeof(*a));//这里的a是第一行的地址,*a就是第一行,sizeof(*a)计算的是第一行的大小-16
  printf("%d\n",sizeof(a[3]));//这里不存在越界,因为sizeof内部的表达式不会真实计算的,计算的是第四行的类型大小-16


数组名的意义:


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。

&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。

除此之外所有的数组名都表⽰⾸元素的地址。

3. 指针运算笔试题解析

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?

059a5853c42f4018805ff3fd475487ea.png

*(ptr-1)解析:

0aaf91708b464c91b4bdda94b1d62364.png


3.2 题⽬2

指针+整数


//在X86环境下
//假设结构体的⼤⼩是20个字节
//程序输出的结构是啥?
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);//0x100000+20 == x100014
  printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100001
  printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100004
  return 0;
}


结果:

dfb390a7a0d34f0181a751479afb974f.png

也可以以16进制打印:


struct Test
{
  int Num;
  char *pcName;
  short sDate;
  char cha[2];
  short sBa[4];
}*p = (struct Test*)0x100000;
int main()
{
  printf("%#x\n", p + 0x1);//0x100000+20 == x100014
  printf("%#x\n", (unsigned long)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100001
  printf("%#x\n", (unsigned int*)p + 0x1);//0x100000+1 == 0x100004
  return 0;
}


#的作用打印Ox前缀

结果:

4a5e4c19d75148f9a71ef925fbf7af85.png


3.3 题⽬3

重点看


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };//这里是(),是逗号表达式,不是{},逗号表达式结果是运算到最右边的结果
  //int a[3][2] = { 1, 3, 5 };
  int *p;
  p = a[0];
  printf( "%d", p[0]);
  return 0;
}



分析:

def2736fdaee480d9a20a768f17341ec.png

输出结果:

07016ed7c9bc407bbecc9c9aca498658.png

为什么是1,其实是把a[0](数组第一行)给p,其实给的是第一行首元素地址。


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]);//-4,-4(元素个数)
  return 0;
}


分析:

ad05b584e6dd4f03ad6240e644360da6.png


c33e8ef8686042f78b53477a91517458.png

输出结果:


c230e2c532b146aeaa315d67ac295995.png

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);//跳过一个数组
  int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1));//相当于a[1],第2行,ptr得到的是第2行首元素地址
  printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
  return 0;
}


做这种题最好画图


44885820d472432091f1f701340f12c7.png

输出结果:

0c935e36a516446d9281978257326d37.png


3.6 题⽬6

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


分析:

e3afe5fccb9c4e6db02313577b09cbaf.png



输出结果:

52d318f64204408ba7a53ded3aa104b6.png


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;
}


分析:

解引用cpp是找到cp[ ]里面的内容如:c + 3

12fbd38812ce4e229e772f4586e127a3.png

c04eef47658045529ad7fb809cb414e5.png

输出结果:


e16cdaf92de640578607e0cfbfb28397.png

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