[C] 指针专项训练详解

默认运行环境为32位操作系统,占存大小单位为字节

一维数组

	int a[] = { 1,2,3,4 };
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
sizeof(a); 16 int类型占 4 个字节,4*4 = 16,表示整个数组的大小
sizeof(a + 0); 4 数组名进行加减运算,会隐式转换为指针,“+0”表示指向偏移量为 0
sizeof(*a); 4 对指针进行解引用,得到一个int类型数组首元素,大小为4
sizeof(a + 1); 4 指针相对于首元素偏移量为 1 ,仍是指针类型,大小为4
sizeof(a[1]); 4 通过下标访问元素,得到了第二个元素2,类型为整型,大小为4
sizeof(&a); 4 对数组名取地址,得到一个数组指针。它自身大小为4,所指向的数组大小为16
sizeof(*&a); 16 *&两操作符相抵消,得到的还是原数组,总体之和为16
sizeof(&a+1); 16 数组指针加1还是一个数组指针,指针占存大小固定为4
sizeof(&a[0]); 4 a[0]取到数组元素1,对它进行取地址得到一个int*的整形指针
sizeof(&a[0]+1); 4 在取到数组元素地址的情况下向后偏移一个单位,仍是一个指针,大小固定

字符数组

	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
sizeof(arr); 6 字符数组区别于字符串的特点就是没有占存一个字节大小的\0结束符。数组大小为整体元素之和,所以为6
sizeof(arr + 0); 4 表示一个相对于数组首元素地址偏移量为 0 的指针,固定大小
sizeof(*arr); 1 对指向数组首元素的指针进行解引用,得到数组首元素,大小为1
sizeof(arr[1]); 1 得到数组元素bchar类型数据占存大小为1
sizeof(&arr); 4 对数组名取地址得到数组指针,大小固定
sizeof(&arr+1); 4 数组指针类型,占存大小固定
sizeof(&arr[0]+1); 4 得到char*类型的指针,大小固定为4
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
strlen(arr); 错误 ~ 未定义行为,strlen函数无法找到终止符\0,无法正确返回
strlen(arr + 0); 错误 ~ 未定义行为
strlen(*arr); 错误 ~ 未定义行为,char*char类型不符合
strlen(arr[1]); 错误 ~ 未定义行为,char*char类型不符合
strlen(&arr); 错误 ~ 未定义行为
strlen(&arr+1); 错误 ~ 未定义行为
strlen(&arr[0]+1); 错误 ~ 未定义行为,找不到结束符而下标越界
  • 小结:
    对于字符数组,如果存放的不是C风格字符串(以\0作为结束符),那么使用strlen函数就会发生错误,strlen函数需要传递char*参数进行字符检索与字数统计,但是必须要有结束符来正常返回以合理使用,否则都是未定义行为,或闪退、或输出栈上残留元素,结果不可预期。

所以在使用strlen 函数前一定要确保字符数组中存在字符串结束符\0


	char arr[] = "abcdef";
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
sizeof(arr); 7 C风格字符串以\0结尾,\0也会占存一个字节,所以总计占存7个字节
sizeof(arr + 0); 4 指针固定大小
sizeof(*arr); 1 数组首元素大小
sizeof(arr[1]); 1 数组第二个元素大小
sizeof(&arr); 4 数组指针大小
sizeof(&arr+1); 4 数组指针大小
sizeof(&arr[0]+1); 4 char*类型指针大小
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
strlen(arr); 6 ~ 0号下标计算字符数,总计为6
strlen(arr + 0); 6 ~ 同上,首指针没有偏移,计数大小不变
strlen(*arr); 错误 ~ *arr取到一个数组元素,char类型与strlen要求的char*类型不符,无法进行正确计算
strlen(arr[1]); 错误 ~ 同上,类型不符
strlen(&arr); 错误 ~ 得到一个数组指针,与数组首元素地址相同,向后检索会跳过整个字符数组(包括\0),所以无法找到结束符而报错。
strlen(&arr+1); 错误 ~ 数组指针加1,跳过了整个数组,无法正确找到\0结束符,属于未定义行为
strlen(&arr[0]+1); 5 ~ char*类型指针相对于首元素地址的偏移量为1,所以向后计数得到个数为5

	char *p = "abcdef";
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
sizeof(p); 4 因为变量p为指针变量,所以大小固定为4字节
sizeof(p + 1); 4 数组名进行加减运算隐式转换为指针,大小4个字节
sizeof(*p); 1 指针解引用得到数组首元素字符a,大小为1个字节
sizeof(p[0]); 1 同上,首元素大小为1个字节
sizeof(&p); 4 二级指针本质也是指针,指针大小4个字节
sizeof(&p+1); 4 二级指针
sizeof(&p[0]+1); 1 此时指针指向了数组元素b,其本质还是指针,大小固定

二维数组

	int a[3][4] = { 0 };
代码 运行结果 与数组类型是否相关 解析
sizeof(a); 48 对整个数组元素进行sizeof操作,占存共计(3×4)*4=48个字节
sizeof(a[0][0]); 4 取到数组中的00列的元素,一个int类型数据占存4个字节
sizeof(a[0]); 16 此时取到数组第0行的数据,共4个整型数据,共计16字节
★sizeof(a[0]+1); 4 a[0]取到数组第0行的数据,是一个数组,对数组再进行+1操作变成一个指针,大小为4字节
★sizeof(*(a[0]+1)); 4 *(a[0]+1)相当于a[0][1],一个整型元素的占存大小为4字节
sizeof(a+1); 4 此时数据为一个指针
sizeof(*(a+1)); 16 *(a+1)等价于a[1],数据为一个数组,大小共计4×4=16个字节
sizeof(&a[0]+1); 4 此时是一个数组指针,指针占存大小固定
sizeof(*(&a[0]+1)); 16 a[0]得到一个数组,后进行&取地址变成一个数组指针,加上数字1指向数组下一行,再进行提领得到数组本体,共计4×4=16个字节
sizeof(*a); 16 *a等价于a[0],数组占存共计16字节
sizeof(a[3]); 16 此时还是得到一个4个整型元素的数组,大小共16字节
  • 注:
    下标越界并非未定义行为,之前所说的下标越界即未定义行为不太严谨。实际上是运行过程中访问了一个非法的内存
    sizeof操作在编译过程中进行计算,只与变量类型有关。

所以运行时才有访问内存的操作,编译时还没有运行,所以也就没有“访问内存”了,不会造成未定义行为。

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