【深入理解C指针】经典笔试题——指针和数组
🔹内容专栏：【C语言】进阶部分
🔹本文概括：一些指针和数组笔试题的解析 。
🔹本文作者：花香碟自来_
🔹发布时间：2023.3.12
目录
一、指针和数组练习题
1. 一维数组
2. 字符数组
3. 二维数组
二、 指针笔试题
1. 第一题
2. 第二题
3. 第三题
4. 第四题
5. 第五题
6. 第六题
7. 第七题
8. 第八题
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
int main()
{int a[] = {1,2,3,4};printf("%d\n",sizeof(a));//1printf("%d\n",sizeof(a+0));//2printf("%d\n",sizeof(*a));//3printf("%d\n",sizeof(a+1));//4printf("%d\n",sizeof(a[1]));//5printf("%d\n",sizeof(&a));//6printf("%d\n",sizeof(*&a));//7printf("%d\n",sizeof(&a+1));//8printf("%d\n",sizeof(&a[0]));//9printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//10return 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
int main()
{char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};printf("%d\n", sizeof(arr)); //1printf("%d\n", sizeof(arr+0));//2printf("%d\n", sizeof(*arr));//3printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//4printf("%d\n", sizeof(&arr));//5printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//6printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//7printf("%d\n", strlen(arr));//8printf("%d\n", strlen(arr+0));//9printf("%d\n", strlen(*arr));//10printf("%d\n", strlen(arr[1]));//11printf("%d\n", strlen(&arr));//12printf("%d\n", strlen(&arr+1));//13printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//14return 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
int main()
{char arr[] = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(arr));//1printf("%d\n", sizeof(arr+0));//2printf("%d\n", sizeof(*arr));//3printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//4printf("%d\n", sizeof(&arr));//5printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//6printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//7printf("%d\n", strlen(arr));//8printf("%d\n", strlen(arr+0));//9printf("%d\n", strlen(*arr));//10printf("%d\n", strlen(arr[1]));//11printf("%d\n", strlen(&arr));//12printf("%d\n", strlen(&arr+1));//13printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1))//14return 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
int main()
{char *p = "abcdef";printf("%d\n", sizeof(p));//1printf("%d\n", sizeof(p+1));//2printf("%d\n", sizeof(*p));//3printf("%d\n", sizeof(p[0]));//4printf("%d\n", sizeof(&p));//5printf("%d\n", sizeof(&p+1));//6printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));//7printf("%d\n", strlen(p));//8printf("%d\n", strlen(p+1));//9printf("%d\n", strlen(*p));//10printf("%d\n", strlen(p[0]));//11printf("%d\n", strlen(&p));//12printf("%d\n", strlen(&p+1));//13printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));//14return 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
int main()
{int a[3][4] = {0};printf("%d\n",sizeof(a));//1printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//2printf("%d\n",sizeof(a[0]));//3printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));//4printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));//5printf("%d\n",sizeof(a+1));//6printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//7printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//8printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//9printf("%d\n",sizeof(*a));//10printf("%d\n",sizeof(a[3]));//11printf("%d\n",sizeof(*a + 1));//12return 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
二、 指针笔试题
学会画图分析以下各题，更加容易让我们理解其代码的逻辑。所以画图是必不可少的！
1. 第一题
#include
int main()
{int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };int *ptr = (int *)(&a + 1);printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
return 0;
} 
分析：
&a拿到整个数组的地址，类型是int * [5]，&a + 1就跳过了5个int元素的大小，强制类型转换为int *，ptr - 1就指向了5，解引用操作打印5，*(a + 1），是数组首元素地址 + 1，解引用打印2
2. 第二题
//以下结构体的大小是20个字节
struct Test
{int Num;char *pcName;short sDate;char cha[2];short sBa[4];
}* p;
//假设p 的值为0x100000。 如下表达式的值分别为多少？
//已知，结构体Test类型的变量大小是20个字节
#include
int main()
{p = (struct Test*)0x100000;printf("%p\n", p + 0x1);//1printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);//2printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);//3return 0;
} 分析：
0x1 的意思是将十进制的1转换为了十六进制表示法。
//1: p此时是一个结构体，p + 1跳过了一个结构体的大小，跳过20个字节，即0x100020，而地址需要按十六进制打印需要打印八位，高位会补0，所以打印得到00100020
//2: 将p这个指针类型强制转换为 unsigned long 类型，即一个整型（int），那么 + 1，此时加的就是一个数字1，即0x100001
//3: 将p这个指针类型强制转换为 unsigned int*类型，+ 1跳过一个int*类型的指针，即0x100004
3. 第三题
#include
int main()
{int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };int *ptr1 = (int *)(&a + 1);//1int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);//2printf( "%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);//3return 0;
} 
分析：
//1: 这里的&a拿到的就是整个数组的地址，&a + 1就跳过了一个数组，本来是int * [4]这个类型，强制类型转换成了int * ，ptr1 此时就成了一个int * 类型的指针。
//2: 这里的a是数组名，强制类型转换为整型（int），+ 1，就是加上数值1，也就是一个字节，假设a的地址是0x0012ff40，那么（int）a + 1得到的结果就是0x0012ff41，再次强制类型转换为（int *），放到整型指针ptr2之中，ptr2此时指向了内存中第二个字节的位置。
//3: （1） %x表示是用16进制进行打印输出，ptr1[-1]可以看作为*（ptr1 - 1），即指针ptr1向前跳转一个整型的大小，解引用操作，访问的就是04 00 00 00，打印出来就是4；
（2）ptr2指向了第一个元素的第二个字节处，解引用操作，访问四个字节的大小，且数组在内存中是连续存储的，如图中，灰色底纹部分就是访问的全部空间，即02 00 00 00，将其%x打印就是2000000
4. 第四题
#include
int main()
{int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };int *p;p = a[0];printf( "%d", p[0]);
return 0;
} 老铁们，乍一看上去是不是觉得就是0了呢？哈哈哈，认为是0的老铁就踩上坑了咯~
为什么呢？下面就对题进行分析吧~
分析：
观察int a[3][2]这个数组在初始化的时候，写成了 { (0, 1), (2, 3), (4, 5) }; ，而不是{ {0,1} ,{2,3}, {4,5} };，注意里面写的是括号表达式，而不是以{ }的形式表示，括号表达式的运算法则是，里面的表达式从左向右计算，最后一个表达式的结果为整个逗号表达式的结果，所以数组初始化元素应该是{1,3,5}; ，其余部分元素均为0
a[0]即第一行的数组名，数组名是数组首元素的地址，即元素1的地址，存放到指针变量p当中去，p[0]就是*（p + 0），即对p进行解引用操作，拿到的就是1，所以结果打印1
5. 第五题
#include
int main()
{int a[5][5];int(*p)[4];p = a;//1printf( "%p,%d\n", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);//2
return 0;
} 
分析：
//1: p = a，这里的a就是数组首元素的地址，即第一行的地址，类型是int (*) [5]，但是p的类型是int (*) [4]，类型不同会造成什么影响吗？其实不会，就比如 int a = 10，char b =20，a = b，这样最后a的结果虽然是20，但是类型还是int类型。所以我们只是把a的地址值赋值给了b
//2: 观察上方画图，可以清晰地知道p指针在数组中的指向位置，p[4][2]即橙黄色方块的位置，&p[4][2] 指向的就是橙黄色方块，a[4][2]即黑色方块，&a[4][2]指向的就是黑色方块，前者与后者都是指针，前者减去后者得到就是中间元素个数，%d结果为 -4，%p的结果打印的是地址，于是会将内存中的补码转换为十六进制数就是地址了，结果是FF FF FF FC
6. 第六题
#include
int main()
{int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };int *ptr1 = (int *)(&aa + 1);//1int *ptr2 = (int *)(*(aa + 1));//2printf( "%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1)); return 0;
} 
分析：
//1:&aa拿到整个二维数组的地址，&aa + 1跳过一个二维数组的大小， 强制类型转换成int *类型，ptr1此时也指向了这个位置。*（ptr1 - 1）打印9
//2:aa是数组名，表示数组首元素的地址，即第一行的地址，类型是int (*) [5] ，+1跳过了一个int [5]的大小，指向了第二行，类型也是int (*) [5]，*解引用操作，拿到了第二行，强制类型转换为int *，此时ptr2也指向了6，*（ptr2 - 1）打印5
7. 第七题
#include
int main()
{char *a[] = {"work","at","alibaba"};char**pa = a;pa++;printf("%s\n", *pa);
return 0;
} 
分析：
这里给出了一个名为a的指针数组，每个数组的类型是char*类型，实际存放的并不是"work","at","alibaba"，其实是字符串首元素的地址，第一个char*指向了'w'的地址，第二个char*指向了'a'的地址，第三个char*指向了'a'的地址；数组名a是数组首元素的地址，char*的地址为char**类型，存放到pa这个二级指针中，pa++就跳过了一个char*的类型，*pa就拿到了数组第二个元素，即'a'的地址，%s打印出at
8. 第八题
#include
int main()
{char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"};char**cp[] = {c + 3,c + 2,c + 1,c};char***cpp = cp;printf("%s\n", **++cpp);//1printf("%s\n", *-- * ++cpp + 3);//2printf("%s\n", *cpp[-2] + 3);//3printf("%s\n", cpp[-1][-1] + 1);//4return 0;
} 
分析：
//代码的整体逻辑如上图先分析出来了。
//1: **++cpp，首先程序会执行++cpp操作，cpp会跳过一个char**的类型，此时就指向了c+2，而*一次解引用操作，我们拿到了c+2的这块空间里面的数据，即c+2，而c+2又是c数组下标为2的元素空间的地址，对其进行*解引用操作，就拿到了c数组下标为2的空间，这块空间存放了‘P’的地址，%s就会根据P的地址向后打印字符串，打印的结果就是POINT
//2: *-- * ++cpp + 3，乍一看，有这么多的操作符，其实按优先级来算，还是先从++cpp开始计算，此时的cpp不再指向c+2，而是指向了c+1，然后进行*解引用操作，就拿到了c+1这块空间里面的数据，--操作，相当于c+1减去1，那么这块空间的数据就是c了，此时指向关系就再是原来的指向关系了，而是指向了c数组的第一个元素，解引用操作就拿到了数组c的第一个元素，即'E'的地址，最后+3，此时指针指向第二个'E'，%s就会根据此时的地址向后打印字符串，结果打印就是ER
//3: *cpp[-2] + 3 ，cpp[-2]可以看作是*（cpp - 2），即 **（cpp - 2）+ 3 ，cpp - 2指向了cp数组的第一个元素的空间，*解引用操作，拿到了c+3这块空间，这块空间指向了c数组的下标为3的元素空间，解引用操作，拿到了这块空间，即'F'的地址，最后+3，指针指向了'S'，%s就会根据此时的地址向后打印字符串，结果打印就是ST
//4: cpp[-1][-1] + 1，cpp[-1][-1] 可以看作是*(*(cpp - 1) - 1) ，即 *(*(cpp - 1) - 1)，cpp - 1指向了cp数组的第二个元素的空间，*解引用操作，拿到了c+2这块空间， - 1即c+2减去1，那么这块空间的数据就是c+1了，此时指向关系就再是原来的指向关系了，而是指向了c数组的第二个元素，*解引用操作，拿到了这块空间的元素， 即'N'的地址，最后+1，指针指向了'E'，%s就会根据此时的地址向后打印字符串，结果打印就是EW
好了，题目就到这里了，如果能对以上指针题目理解通透，那么C语言指针就没多大问题啦，而以上题目基本上需要我们去画图理解！可以看出理解代码的逻辑时画图有多么的重要！~
✨✨ 创作不易，希望能的到小伙伴的三连，感谢各位小伙伴的支持哦~~