C语言 --- 指针（5）

news2024/10/1 21:33:04

目录

一.sizeof和strlen对比

1.sizeof

2.strlen

3.strlen 和sizeof的对比

二.数组和指针笔试题目详解

 回顾：数组名的理解

1.一维数组

2.字符数组 

代码1：

 代码2：

 代码3：

代码4：

代码5：

代码6：

3.二维数组 

总结 

一.sizeof和strlen对比

1.sizeof

sizeof既是一种关键字也是一个操作符。sizeof的作用是计算变量和类型的所占内存空间的大小，单位是字节，返回size_t类型的值。sizeof只关注所占用内存空间的大小，不在乎内存中存放的什么数据。

比如：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a = 10;
    printf("%d\n",sizeof(a));
    printf("%d\n",sizeof a );
    printf("%d\n",sizeof(int));
    
    return 0；
}

sizeof在使用时，可以不用括号，这证明了它不是一个函数，但是在计算类型比如int就不行，必须加括号。

打印结果都是4，size_t类型的值应该用%zd打印，但是这里也可以使用%d,只不过编译器会发出警告，但是影响不大。

sizeof不关注括号中的数据，只关注存放内存的大小。比如：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	int size = sizeof(a++);
	printf("%d\n",size);
	printf("%d\n",a);
	return 0;
}

输出结果是4  10

很明显sizeof括号中的表达式是没有计算的。 

2.strlen

strlen是C语言库函数，在使用时需要包含头文件<string.h>

函数原型：

size_t strlen(const char *str);

这个函数会返回字符串中字符数，但是不包括\0，也就是返回的是\0之前的字符数。如果没有\0就会出现越界查找的情况。

比如：

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

打印结果是 随机值 3 3 4.

第一个是随机值的原因就是没有\0，strlen会一直查找直到遇到\0才终止。

第二个因为是常量字符串，包含\0，所以是3。

第三个计算的是数组arr1中所占内存的大小，只有三个字符，也就是3个字节。

第四个arr2中有\0，所以是4个字节。

3.strlen 和sizeof的对比

sizeofstrlen
  1. sizeof是操作符。
  2. sizeof计算的是操作数所占内存空间的大小，单位是字节。
  3. 不关注内存中存放的什么数据。
  1. strlen是库函数，使用的头文件是<string.h>。
  2. strlen是求字符串长度的，统计的是\0之前的字符个数。
  3. strlen关注内存中是否有\0，如果没有\0,就会继续往前找，可能会出现越界的情况。

二.数组和指针笔试题目详解

 回顾：数组名的理解

 数组名是数组首元素的地址。

但是有两个的特殊情况

  1. sizeof(数组名) ，sizeof中单独放数组名，这里的数组名表示的是整个数组，计算的是整个数组的大小，单位是字节。
  2. &数组名，这里的数组名代表的是整个数组，&取出的是整个数组的地址。（整个数组的地址虽然和数组首元素的地址是相同的，但是指针变量的类型是不同的。）

1.一维数组

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a[] = { 1,2,3,4 };

	printf("%d\n", sizeof(a));//1
	printf("%d\n", sizeof(a + 0));//2
	printf("%d\n", sizeof(*a));//3
	printf("%d\n", sizeof(a + 1));//4
	printf("%d\n", sizeof(a[1]));//5
	printf("%d\n", sizeof(&a));//6
	printf("%d\n", sizeof(*&a));//7
	printf("%d\n", sizeof(&a + 1));//8
	printf("%d\n", sizeof(&a[0]));//9
	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));//10

	return 0;
}
序号解析答案
1 a是数组名，sizeof中单独放数组名，计算的是整个数组的大小，单位字节。16
2sizeof中没有单独放数组名a，所以这里的数组名就是数组首元素的地址，地址就是指针变量。在不同环境下大小不同。4 || 8
3a是数组首元素的地址，解引用后得到数组首元素。所以计算的是整形变量的大小。4
4a表示数组首元素的地址，地址就是指针，类型是int*,指针加1跳过4个字节，也就是一个整形元素，也就是第二个元素的地址。4 || 8
5a[1]表示数组第二个元素4
6&a是整个数组的地址，地址就是指针变量.4 || 8
7&a是整个数组的地址，解引用后就是整个数组。所以sizeof计算的是整个数组的大小（&和*可以相互抵消）16
8&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，虽然这个地址并没有指向这个数组了，但是我们并没有越界访问，所以不影响sizeof计算这个指针变量的大小。4 || 8
9&a[0]得到的是数组首元素的地址.4 || 8
10&a[0]+1，跳过一个元素，得到的是数组第二个元素的地址。4 || 8

2.字符数组 

代码1：

char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%d\n", sizeof(arr));//1
printf("%d\n", sizeof(arr+0));//2
printf("%d\n", sizeof(*arr));//3
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//4
printf("%d\n", sizeof(&arr));//5
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//6
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//7
序号解析答案
1arr单独放在sizeof中，计算的是整个数组的大小。单位字节6
2arr没有单独放在数组中，arr表示的是数组首元素的地址4 || 8
3arr表示的是数组首元素的地址，解引用后得到的是数组首元素。1
4arr[1]表示数组首元素。1
5&arr表示整个数组的地址，地址就是指针变量4 || 8
6

&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，虽然这个地址并没有指向这个数组了，但是我们并没有越界访问，所以不影响sizeof计算这个指针变量的大小。

4 || 8
7&arr[0]表示数组首元素的地址，+1跳过一个元素，表示数组第二个元素的地址4 || 8

 代码2：

char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
printf("%d\n", strlen(arr));//1
printf("%d\n", strlen(arr+0));//2
printf("%d\n", strlen(*arr));//3
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//4
printf("%d\n", strlen(&arr));//5
printf("%d\n", strlen(&arr+1));//6
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//7
序号解析答案
1arr是数组首元素的地址，strlen计算的是'\0'之前的字符个数，但是这个数组中并没有'\0'，所以会出现越界的情况，故无法出现准确的值的情况。随机值
2这里的arr也是数组首元素的地址，+0并没有跳过任何字节，与序号1同理也是不确定情况。（两个值应该是一样的）随机值
3strlen的参数是const char *类型的。*arr得到的是数组首元素，将这个作为参数传给strlen是不行的，这里程序会崩溃。error
4arr[1]表示数组第二个元素，将其作为参数传给strlen是不行的。error
5&arr表示整个数组的地址，虽然是一个数组指针变量，但是传参会进行强制类型转换为char*类型，值和数组首元素的地址相同，所以和序号1和2相同，值一样的。随机值
6

&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，也就是跳过了6个字节。但是因为没有'\0'，也会出现随机的情况

随机值（比序号125小6）
7&arr[0]表示数组首元素的地址，+1跳过一个元素，表示数组第二个元素的地址，只跳过了1个字节。随机值（比序号125小1）

输出结果：（以下是随机值，不是特定情况。）

 

序号3和4已被注释掉了。

 代码3：

char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));//1
printf("%d\n", sizeof(arr+0));//2
printf("%d\n", sizeof(*arr));//3
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//4
printf("%d\n", sizeof(&arr));//5
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//6
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//7
序号解析答案
1sizeof(数组名)，计算的是整个数组的大小，字符串末尾是有一个'\0'的，只不过没有显示出来，我们可以通过调试观察，所以这个字符串中有7个字符。7
2这里的arr也是数组首元素的地址，+0并没有跳过任何字节，是一个指针变量。4 || 8
3*arr的到的数组首元素。1
4arr[1]表示数组第二个元素.1
5&arr表示整个数组的地址，是一个指针变量。4 || 8
6

&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，但是还是一个指针变量

4 || 8
7&arr[0]表示数组首元素的地址，+1跳过一个元素，表示数组第二个元素的地址，是一个指针变量4 || 8

序号1：

我们可以看到数组中分别放着不同的字符，字符前面是它们的ASCII码值，arr[6],也就是数组的第7个元素，存放着'\0'字符。

代码4：

char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(arr));//1
printf("%d\n", strlen(arr+0));//2
printf("%d\n", strlen(*arr));//3
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//4
printf("%d\n", strlen(&arr));//5
printf("%d\n", strlen(&arr+1));//6
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//7
序号解析答案
1sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符6
2sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符6
3*arr的到的数组首元素。不应该作为参数传给strlenerror
4arr[1]表示数组第二个元素.不应该作为参数传给strlenerror
5&arr表示整个数组的地址,sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符.6
6

&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，故不知道什么时候会遇到'\0'，所以是个随机值

随机值
7&arr[0]表示数组首元素的地址，+1跳过一个元素，表示数组第二个元素的地址，从第二个开始到'\0'，有5个字节。5

输出结果：

序号6就是经过了16个字符才遇到'\0'，error情况已经注释掉了。

代码5：

char *p = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(p));//1
printf("%d\n", sizeof(p+1));//2
printf("%d\n", sizeof(*p));//3
printf("%d\n", sizeof(p[0]));//4
printf("%d\n", sizeof(&p));//5
printf("%d\n", sizeof(&p+1));//6
printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1);//7
序号解析答案
1sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符6
2sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符6
3*arr的到的数组首元素。不应该作为参数传给strlenerror
4arr[1]表示数组第二个元素.不应该作为参数传给strlenerror
5&arr表示整个数组的地址,sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符.6
6

&a是整个数组的地址，+1跳过了整个数组，故不知道什么时候会遇到'\0'，所以是个随机值

随机值
7&arr[0]表示数组首元素的地址，+1跳过一个元素，表示数组第二个元素的地址，从第二个开始到'\0'，有5个字节。5

代码6：

char *p = "abcdef";
printf("%d\n", strlen(p));//1
printf("%d\n", strlen(p+1));//2
printf("%d\n", strlen(*p));//3
printf("%d\n", strlen(p[0]));//4
printf("%d\n", strlen(&p));//5
printf("%d\n", strlen(&p+1));//6
printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));//7
序号解析答案
1sizeof计算的是'\0'之前的地址，有6个字符6
2sizeof计算的是'\0'之前的地址，+1后跳过一个字节，也就是一个元素，有5个字符5
3*p的到的数组首元素。不应该作为参数传给strlenerror
4p[0]表示数组第一个元素.不应该作为参数传给strlenerror
5&p表示字符指针的地址,sizeof计算的是'\0'之前的地址，会产生随机值随机值
6

&p是字符指针的地址，加1 跳过4 || 8个字节，故不知道什么时候会遇到'\0'，所以是个随机值

随机值
7&p[0]表示首首字符的地址，+1跳过一个元素，表示第二个字符的地址，从第二个开始到'\0'，有5个字节。5

输出结果：

3.二维数组 

int a[3][4] = {0};
printf("%d\n",sizeof(a));//1
printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//2
printf("%d\n",sizeof(a[0]));//3
printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));//4
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));//5
printf("%d\n",sizeof(a+1));//6
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//7
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//8
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//9
printf("%d\n",sizeof(*a));//10
printf("%d\n",sizeof(a[3]));//11
序号解析

答案

1数组名a单独放在sizeof中，计算的是整个数组的大小。48 = 3 * 4 * sizeof(int)
2a[0][0]表示数组第一行第一个元素。4
3
  1. a[0]表示二维数组首元素地址，也就是第一个一维数组的数组名，a[0]就是单独存放在sizeof的数组名，计算的就是第一个一维数组的大小.
  2. a[0]可以写成*（a + 0）,a是二维数组的第一个一维数组的地址，解引用就是第一个一维数组了.
4 * sizeof(int) = 16
4a[0]表示第一个一维数组的数组名，并没有单独放在sizeof中,代表首元素的地址，+1，跳过一个元素，也就是&a[0][1].4 || 8
5解引用后得到的是a[0][1]4
6a表示数组首元素的地址，+1就是第二个元素的地址，也就是第二个一维数组的地址，4 || 8
7解引用后就是第二个一维数组。16
8a[0]是第一行的数组名，&a[0]就是第一行的地址，+1后是第二行的地址，地址就是指针4 || 8
9解引用后就是第二行，计算的第二行的大小16
10*a就是第一行，计算的就是第一行的大小16
11a[3]是第四行的数组名，虽然没有第四行，但是sizeof并没有进行访问，所以并不是越界访问，根据类型仍然可以计算第四行的大小，4个整形变量。16

总结 

数组名的意义：

  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，取出的是整个数组的地址。
  3. 除此之外所有的数组名都表⽰⾸元素的地址。

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