【c语言】指针 （完结）

一、sizeof和strlen的对比

1、sizeof

      前面我们在学习操作符的时候，我们学习了sizeof，知道其是计算变量所占内存的大小的，单          位是字节，如果操作数是数据类型的话，计算的就是这个类型的变量所占的内存空间的大小单        位也是字节。其计算的结果只与该变量的类型有关，与其存放的集体数据无关。

      还有就是对于要计算的是变量的大小，在语法的写法可以不写小括号，所以我们在阅读代码的        时候对于sizeof计算一个变量没有括号，这个写法也是可以的。当然我们在写代码的时候，建          议还是带上括号会更好一点，这样可以增加我们代码的可读性。

      下面我们通过代码来感受一下：

     
 

           运行结果如下：

             

2、strlen 

     strlens是C语言的库函数，功能是求字符串的长度。其函数原型如下：

    

     统计的是从strlen函数的参数str中的这个地址开始往后，遇到" \0 " 就结束统计，然后返回               " \0 "前面的字符个数，strlen函数会一直向后找" \0 "字符，直到找到为止，所以其可能会存在         越界的可能。

     下面我们通过代码来看其运行结果是咋样的：

    

       我们来分析一下上面的代码，我们先看前面两个strlen库函数，我们前面说到其会从传入的地         址往后找，直到找到第一个" \0 "，我们看到数组arr1和arr2的区别就是数组arr1就只存放了             abc三个字符，并没有\0，那么strlen函数并不会停止，而是会往后找，直到找到\0为止，那么         其返回的值我们也不知道是啥。

       而数组arr2是一个字符串，虽然其在代码上没有看到\0，但是其实际在末尾处是默认有一个\0         的，也就是arr2实际是这样的："abc\0";所以strlen函数的返回值就是3。  

       下面我们来看后面两个sizieof，我们上面已经解释了两个数组之间的区别了，那么arr2数组就         是比arr1数组多了一个\0，所以对于arr1数组的结果是3，对于arr2数组的结果就是4.

       运行结果如下：

      

3、sizeof和strlen对比

      

二、数组和指针笔试解析  

1、一维数组

     我们先看一段代码：

     

       1、我们前面我们有说过这个情况，sizeof(数组名字)，其中数组名代表整个数组，会计算整个               数组的大小，那么这个的计算结果就是16。 

       2、我们在前面的学习中知道数组名字可以是首元素地址，然后这里对首元素地址加上整数                   0，还是首元素地址，所以其是一个地址，其大小有应该是4或者8个字节。

       3、a在这边首先是首元素地址，我们讲过了只有第一种情况下才是整个数组的地址，然后这                里对a的首元素地址进行解引用，那么其就是数组的第一个元素，然后我们这个数组的元                素是整型类型，那么其大小为4字节。

       4、a是首元素地址，对其进行加1操作就是跳到下一个元素的地址，但是其本质还是地址，那              么其大小还是4或8字节。

       5、a[1]是数组的第二个元素，其是一个整型类型，那么其大小就为4个字节。

       6、这个是取整个数组的地址，那么其本质还是地址，那么其大小就还是 4或8字节

       7、对取数组地址，然后再解引用，那么可以这么理解。&和*号相互消除了，那么其可以化简              为sizeof(a)那么就是求整个数组的大小，那么其结果为16。

       8、其是取数组的地址然后跳过整个数组，那么其本质就是地址，那么其大小就是 4或者8。

       9、其是对数组的首元素进行取地址操作，那么其本质还是地址，所以其大小还是4或8字节。

      10、其首先对数组首元素进行取地址操作，然后其再进行加1操作，此时为后一个元素的地                    址，那么其本质还是个地址，那么其大小也还是4或8。

       下面我们看一下其运行结果（在64位的环境下）：

        

2、字符、字符串数组和字符指针 

     通过上面的练习我们对于这部分的知识应该有了一定的理解了，下面我们来看看在字符和字符       串中是咋回事

     代码1

     

      1、sizeof(数组名)，此数组名表示的是整个数组，那么其算的是整个数组的大小，那么其结果              应该是6字节。

      2、这里是对数组名+0操作，这里就不是代表整个数组了，其是代表数组首元素地址+0，那么              其本质是一个地址那么其结果是4或8字节。

      3、arr是首元素地址，然后对其解引用，那么就是整个元素了，其是一个字符类型，那么其大              小为1字节。

      4、arr[1]是数组的第二个元素，其也是一个字符类型，其大小也是1字节。

      5、&arr其到的是整个数组的地址，其本质是地址，那么其大小还是4或8字节。

      6、&arr+1就是跳过整个arr数组，但是其本质还是一个地址，那么其大小还是4或8字节。

      7、&arr[0]是取首元素地址，然后对其+1操作，就是跳到下一元素的地址，其本质还是地址，             那么其大小还是4或8字节。

           我们运行来看看：

      

   代码2 

       这段代码和代码1的区别就是将sizeof换成了strlen，前面我们也知道了他们两个的区别。

       1、strlen的计算方式是从传入的地址往后找字符串中的\0，没有遇到\0就会一直往后找，直到               碰到了\0，这里的arr数组是字符数组，并不是字符串，其结尾处是不会默认带\0的，那么               其就会一直往后面找，所以其计算的结果是啥我们也不知道。

       2、其原理和1是一样的，其返回值也是随机的。

       3、我们前面讲到strlen的时候，我们看到strlen函数的原型的从参数应该是一个字符指针，但               是现在的参数是对数组首元素地址解引用，得到的字符a，而不是一个地址，我们之前也                 说过字符在存储的时候是它的ascll码，那么这里strlen就是将字符a的ascll码当做一个地                   址，但是97这个编号的地址不一定是这个程序的，那么此时就造成了非法访问。

       4、同3一样此时给strlen传入的是字符a的ascll码，此时也还是可能会造成非法访问。

       5、这里的&arr得到的是一个类型为char(*)[6]的数组指针，但是strlen接收的是字符指针，所                 以这里的数组指针会被强制类型转换为字符指针，那么这里强制类型转换后，就是首元素               的地址，然后就从这个地址往后找，那么此时就和1、2的情况一样了，此时返回的为随机               值了。

       6、&arr+1还是一个数组指针，其作为strlen的参数后会强制类型转换为字符指针，然后从这                个位置开始往后找，直到碰到\0才结束，所以也是随机值。

       7、这里其实给strlen传入的是第二个元素的地址，此时从第二个元素开始找，直到找到\0，                所以其也还是个随机值。

       下面我们来看看其结果，这里要注意的是3和4可能会造成非法访问，所以我们不运行这两个：

        

代码3     

         后面就是对于字符串数组的练习：

         

         1、由于字符串中默认会包含一个\0，所以我们在计算整个字符串的大小的时候，要把这个                   \0也算上去，那么这个大小就是7。

         2、arr+0那么这是对首元素的地址进行+0操作，那么其本质上还是地址，那么这个大小就                   为4或8字节。

         3、这里对arr进行解引用，那么其是对首元素的地址进行解引用，那么这里求的就是数组                     首元素的大小，即为1。

         4、这里求的是数组第二个元素的大小，那么结果就为1。

         5 、这里对数组取地址，那么其本质就是是个地址，那么其大小就为4或8字节。

         6、这里对数组取地址后进行+1操作，跳过整个数组，但是其本质还是地址，那么其大小                     还是4或8。

         7、这里对第一个元素取地址后+1，那么此时就是拿到第二个元素的地址，那么其大小就                     还是4或8字节。

         下面我们看看其计算结果（在64位环境下）：

            

代码4 

         

             1、在字符串数组中，由于其在末尾处会默认加上\0，所以函数strlen可以正常计算字符串                     数组的长度，结果为6。

             2、arr+0,此时的地址还是在首元素的地址，那么此时strlen的结果还是6。

             3、这里对数组解引用，此时给strlen传入的是字符a的ascll码，此时会造成非法访问。

             4、同理，这里给strlen传入的是字符b，此时也是造成非法访问。

             5、这里会把数组指针强制转换为字符指针，那么此时就会得到的是首元素的地址，那么                       在这里也可以正常计算出6 。

             6、这里对数组取地址再进行+1操作，此时就跳过了整个数组，那么此时不知道啥时候才                     可以遇到\0了那么此时的返回值就是一个随机值了。

             7、这里先对首元素取地址，再进行+1操作，得到的是第二个元素的地址，那么此时是从                     第二个元素开始往后找\0，那么此时的返回值为5 

             下面我们来看看代码的运行结果（64位环境下）：

  

代码5
        下面我们开始对字符指针进行练习

         

             1、我们前面刚刚开始学习指针的时候知道，把一个字符常量赋值给一个字符指针，实际                      上是将整这个字符常量的第一个字符的地址传给这个指针，那么变量p实际上也是一个                    地址，那么其大小就是4或 8字节。

             2、p+1得到的就是这个字符串的第二个字符的地址，那么其本质还是一个地址，那么其                       大小就是4或8字节。

             3、这里传入的是对p解引用，由于p实际上是字符串的首个字符的地址，那么其解引用就                      是第一个元素字符a那么其大小就是1。

             4、p[0]就表示拿到的是这个字符串的第一个字符，和字符数组类似，那么其大小就为1。

             5、p本身就是一个指针变量，再对其取地址就是二级指针，但是其本质上还是一个地址，                    那么其大小就还是 4或8字节。

             6、和上面的类似，对一个指针变量取地址为二级指针，再进行+1操作，此时还是个地                        址，那么大小还是4或8。

             7、这里就很简单了，这里首先是得到了字符串的第一个字符，然后对其取地址，然后进                      行+1操作，此时就到了第二个元素的地址了。

             下面我们来看看其运行结果

             

代码6 

          1、这里的p是字符串的第一个字符的地址，那么strlen函数就会从这个位置开始往后找，然                  后字符串在末尾处是会自带\0的那么其到末尾处就结束计算，返回字符串的长度，为6。

           2、p+1那么此时是在字符串的第二个字符的地址，那么此时是从第二个字符的位置出发往                  后找，那么此时的长度就是5。

           3、对p进行解引用，p是字符串的首字符的地址，那么此时对其解引用就是字符a了，那么                    此时给strlen函数传的是其的acsll码97,那么此时就可能造成非法访问了。

           4、和上面3的情况差不多，不一样的是这里是直接取的字符串的第一个字符，同样造成非                     法访问。

           5、这里是对指针p进行取地址，此时给strlen函数传入的是一个二级指针，这个二级指针指                   向的是一级指针p，但是这个p的地址我们也不知道在哪里，那么我们啥时候碰到\0也不                   确定，那么strlen在哪里停止也是不知道的，那么这次的计算值也是随机值。

            6、这里是对二级指针跳过一个一级指针p后面是啥我们也不知道，那么其啥时候碰到\0也                      是不情况的，那么此时也是返回一个随机值。

            7、这里的&p[0]相当于拿到了第一个字符的地址，那么再+1后就是第二个字符的地址，那                    么其计算的结果就是5了。

            下面我们来看看其运行结果：

             

3、二维数组             

     下面我们来进行对二维数组的练习

      

            

    1、  二维数组也是如此，sizeof(数组名)这里就是代表整个数组，计算的是整个数组的大小，那              么其大小就应该为3*4*4，结果为48字节。

    2、这里求的是整个数组的首个元素，那么其大小就为 4字节。

    3、这里的a[0]就相当于这个二维数组的第一行，那么这里就是求第一行的大小，那么其结果为           4*4=16字节。

    4、a[0]相当于第一行的数组名，那么其+1后就相当于第二个元素的地址了，那么其大小就为4             或8字节。

   5、这里先取得第一行第二个元素的地址，然后对其解引用，那么得到的就是第二个 元素了，那          么其大小就为4字节。

   6、这里的数字名字没有和sizeof单独放在一起，而是对数组名+1操作，那么此时得到的数组第            二行的地址，那么其大小为4或8字节

   7、这里就是先取到第二行的地址，然后对其解引用，那么就是求整个第二行的大小，那么结果           为16字节。

    8、这里先取得第一行的地址，然后对其进行+1操作，此时就跳过第一行到第二行，得到的是第            二行的地址，那么其本质就是地址，那么其大小就为4或8字节。

    9、这里先是取得第一行的地址，然后进行+1操作得到第二行的地址，然后对其解引用，那么其            就是求第二行的大小，那么其结果就是16。

    10、这里的a相当于二维数组的第一行，那么再解引用，那么就是求的第一行的大小，那么其大             小就是16。

     11、这里的话a[3]越界访问了，因为我们的二维数组是三行的，没有第四行，但是程序会帮我                们越界去访问，会计算出和第三行相同结构的数组，那么其计算出来的大小就和第三行一              样，那么其结果就为16。

      下面我们来看看其运行结果（64位环境下）：

       

总结：

        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，取得的是整个数组的地址

        3、除此之外的数组名都表示的地址

三、指针运算的笔试题 

      代码1

      

        我们看整个代码主要是prt的部分比较难，那么我们先看这个指针到底是啥，首先其是先对a            取地址，然后进行+1操作，然后将其强制类型转换位（int*）类型，这个强制类型转换的目的          是啥呢？一开始其没转换类型的话，对其进行 +1操作的话是跳过整个数组的大小，现在对其          强制类型转换后，其+1操作跳过的空间就是一个int类型的空间了。

        然后我们看看*(a+1)a是首元素地址，那么对其+1就是第二个元素的地址了，再对其解引用那          么就是第二个元素了，那么第一个输出的就是第二个元素2。

        然后就是*(prt-1),此时的prt是指向的数组的后一个地址，也就是数组最后一个元素的下一个地          址，然后此时的prt的指针类型为(int*）型，那么其-1的话是往前移动一个int的位置，那么此            时其指向的地址就是数组的最后一个元素了。那么其输出的结果就是5。

        最后我们看看其运行结果：

       

        代码2    

       

      我们先看第一个p+1，首先可以看到p是一个结构体指针，而且其给赋为100000，然后+1后就        会跳过整个结构体，那么其结果就为100020。

      然后我们看第二个（unsigned  long+1）p+1,这里先对p进行了强制类型转换，其被转换为了无        符号长整型，那么此时p就是一个数字了，+1就是对其进行数字的加减法，此时就是100001            了。

      我们来看最后一个，其将p强制转换为（unsigned int *）类型的，这里其实就是将其转换为整          型指针了，那么对其+1就是跳过4个字节，那么结果就是100004。

      下面我们来看看其运行结果：

      

         代码3

           这里我们先看看这个数组中存放的是啥，一开始我们很多人可能会以为这是个点坐标，或               者是一行的两个元素，其实都不是，一行的元素我们也是用一个大括号{}放在一起的，其实             小括号里面的是一个逗号表达式，第一个的结果是1，第二个的结果是3，第三个的结果是               5。

           那么其二维数组是第一行的元素是1，3。第二行的是5，后面的元素是空的。

           然后再将a[0]也就是数组的第一行的数组名赋个指针变量p，那么此时的指针变量p就相当于             二维数组第一行的数组名 ，那么p[0]就相当于第一行的第一个元素1。

          下面我们看看其运行结果：

         

             代码4

             

               这里的p是一个元素个数为4个的整型数组指针，然后a是a这个数组的首元素地址，这里                 将a赋给p会发生强制类型转换。相当于p接收了a存放的地址，不过它的类型强制转换                     了，使得其一次只能跳过四个元素，，而我们的a可以一次跳过五个元素，下面我们通过                 画图来理解：

             

                 可以看到p[4][2]要比a[4][2]要前四个位置所以其减出来是-4，然后第一个我们是用的p占                   位符，所以其输出的是补码。，然后后面的那个就是-4了。

                 下面为其运行结果：