揭秘 C 语言的心脏：深入探索指针与数组的奥秘

1. strlen()和 sizeof 的区别

2. 数组名的理解

1. sizeof(数组名)，数组名单独放在括号里，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。

3. 一维数组

3.1 题目

int main(){	//输出结果？	int a[] = { 1,2,3,4 };	printf("%d\n", sizeof(a));	printf("%d\n", sizeof(a + 0));	printf("%d\n", sizeof(*a));	printf("%d\n", sizeof(a + 1));	printf("%d\n", sizeof(a[1]));	printf("%d\n", sizeof(&a));	printf("%d\n", sizeof(*&a));	printf("%d\n", sizeof(&a + 1));	printf("%d\n", sizeof(&a[0]));	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));	return  0;}

3.2 输出结果

• 该环境为 VS2022，×64 环境。后续也会在该环境下实验

3.3 解析

1. sizeof(a)，这⾥的 a 是数组名表⽰整个数组，计算整个数组的大小，数组每个元素是整型，一共有四个元素。所以 4*4=16

2. a+0 是个表达式，这时 a 就是数组首元素地址，a+0 仍是首元素地址，地址在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

3. a 是数组首元素地址，对 a 解引用得到 1，1 是整型，所以大小为 4

4. a 是数组首元素地址，a+1 是第二个元素的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

5. a[1]是数组第二个元素 2，是一个整型，大小为 4

6. &a 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

7. &a 的 &和*相互抵消，相当于 sizof(a)，也就是第一步，大小为 16

8. &a+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，仍是地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

9. &a[0]就是数组首元素的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

10. &a[0]+1 就是第二个元素地址，与 a+1 等价，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

4. 字符数组

4.1 题目一

int main(){	//输出结果？	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };	printf("%d\n", sizeof(arr));	printf("%d\n", sizeof(arr + 0));	printf("%d\n", sizeof(*arr));	printf("%d\n", sizeof(arr[1]));	printf("%d\n", sizeof(&arr));	printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));	printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. sizeof(arr)，这⾥的 arr 是数组名表⽰整个数组，计算整个数组的大小，数组每个元素是字符型，一共 6 个元素，1*6=6

2. a+0 是个表达式，这时 a 就是数组首元素地址，a+0 仍是首元素地址，地址在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

3. arr 是数组首元素地址，对 arr 解引用得到 a，a 是字符型，所以大小为 1

4. arr[1]是数组第二个元素 b，大小为 1

5. &arr 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

6. &arr+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，仍是地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

7. &arr[0]+1 就是第二个元素地址，与 arr+1 等价，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

4.2 题目二

int main(){	//输出结果？	char arr[] = { 'a','b','c','d','e','f' };	printf("%d\n", strlen(arr));	printf("%d\n", strlen(arr + 0));	printf("%d\n", strlen(&arr));	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));         printf("%d\n", strlen(*arr));	printf("%d\n", strlen(arr[1]));	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. strlen 是以'\0'为标志的，如果数组里没有，会继续往内存中寻找，直到找到'\0'，所以是个随机值

2. arr+0 也是首元素地址，与 1 同理，所以也是随机值

3. &arr 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，为了存储方便也会以数组首元素的地址表示，所以和 1.2 值相同，也是个随机值

4. &arr+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，不知道'\0'在哪，所以也是随机值

5. &arr[0]+1 就是第二个元素地址，一直找到内存中的\0'，是个随机值且会比 1 的长度少一

6. strlen 的参数要传地址进去，否则就会出错

7. strlen 的参数要传地址进去，否则就会出错

4.3 题目三

int main(){	//输出结果？	char arr[] = "abcdef";	printf("%d\n", sizeof(arr));	printf("%d\n", sizeof(arr + 0));	printf("%d\n", sizeof(*arr));	printf("%d\n", sizeof(arr[1]));	printf("%d\n", sizeof(&arr));	printf("%d\n", sizeof(&arr + 1));	printf("%d\n", sizeof(&arr[0] + 1));	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. sizeof(arr)，计算整个数组的大小，字符串默认的结束标志为'\0'，所以数组一共有 7 个元素，每个元素都是字符型，1*7=7

2. arr+0 是个表达式，这时 arr 数组首元素地址，arr+0 仍是首元素地址，地址在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

3. arr 是数组首元素的地址，对其解引用等到第一个元素 a，a 为字符型，大小为 1

4. arr[1]是数组第二个元素 b，大小也为 1

5. &arr 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

6. &arr+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，仍是地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

7. &arr[0]+1 就是第二个元素地址，与 arr+1 等价，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

4.4 题目四

int main(){	//输出结果？	char arr[] = "abcdef";	printf("%d\n", strlen(arr));	printf("%d\n", strlen(arr + 0));	printf("%d\n", strlen(&arr));	printf("%d\n", strlen(&arr + 1));	printf("%d\n", strlen(&arr[0] + 1));	printf("%d\n", strlen(*arr));	printf("%d\n", strlen(arr[1]));	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. strlen 是以'\0'为标志的，字符串默认结束标志位'\0'，所以是 6

2. arr+0 也是首元素地址，与 1 同理，所以也是 6

3. &arr 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，为了存储方便也会以数组首元素的地址表示，所以和 1.2 值相同，也是 6

4. &arr+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，不知道'\0'在哪，所以是随机值

5. &arr[0]+1 就是第二个元素地址，一直找到内存中的\0'，会比 1 的长度少一，是 5

6. strlen 的参数要传地址进去，否则就会出错

7. strlen 的参数要传地址进去，否则就会出错

4.5 题目五

int main(){	//输出结果？	char* p = "abcdef";	printf("%d\n", sizeof(p));	printf("%d\n", sizeof(p + 1));	printf("%d\n", sizeof(&p));	printf("%d\n", sizeof(&p + 1));	printf("%d\n", sizeof(&p[0] + 1));	printf("%d\n", sizeof(*p));	printf("%d\n", sizeof(p[0]));	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. 字符串存储的是首元素地址，所以 p 相当于首元素地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

2. 同理 p+1 是第二个元素的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

3. 对 p 取地址，相当于得到还是地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

4. &arr+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，仍是地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

5. &p[0]+1 就是第二个元素地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

6. *p 与 p[0]都是第一个元素，大小为 1

4.6 题目六

int main(){	//输出结果？	char* p = "abcdef";	printf("%d\n", strlen(p));	printf("%d\n", strlen(p + 1));	printf("%d\n", strlen(&p));	printf("%d\n", strlen(&p + 1));	printf("%d\n", strlen(&p[0] + 1));	printf("%d\n", strlen(*p));	printf("%d\n", strlen(p[0]));
	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. strlen 是以'\0'为标志的，字符串默认结束标志位'\0'，所以是 6

2. p+1 就是第二个元素地址，一直找到内存中的\0'，会比 1 的长度少一，是 5

3. &p 是对数组名取地址，代表整个数组的地址，为了存储方便也会以数组首元素的地址表示，所以和 1 值相同，也是 6

4. &p+1 指的是以整个数组的地址为单位，跳过整个数组之后的地址，不知道'\0'在哪，所以是随机值

5. &p[0]+1 就是第二个元素地址，一直找到内存中的\0'，会比 1 的长度少一，是 5

6. *p 与 p[0]都是第一元素。strlen 的参数要传地址进去，否则就会出错

5. 二维数组

int main(){	//输出结果？	int a[3][4] = { 0 };	printf("%d\n", sizeof(a));	printf("%d\n", sizeof(a[0][0]));	printf("%d\n", sizeof(a[0]));	printf("%d\n", sizeof(a[0] + 1));	printf("%d\n", sizeof(*(a[0] + 1)));	printf("%d\n", sizeof(a + 1));	printf("%d\n", sizeof(*(a + 1)));	printf("%d\n", sizeof(&a[0] + 1));	printf("%d\n", sizeof(*(&a[0] + 1)));	printf("%d\n", sizeof(*a));	printf("%d\n", sizeof(a[3]));
	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. sizeof(a)，这⾥的 a 是数组名表⽰整个数组，计算整个二维数组的大小，数组每个元素是整型型，一共 12 个元素，12*4=48

2. a[0][0]是指二维数组第一个元素，是个整型，大小为 4

3. a[0]相当于第一排首元素的地址，在二维数组中这里可以抽象理解为一维数组的数组名，单独放在 sizeof 中，所以 4*4=16

4. a[0]+1 是一个表达式，代表第一排第二个元素的地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

5. a[0]相当于第一排首元素的地址，*a[0]就是首元素，大小为 4

6. a 第一排的地址，a+1 是第二排地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

7. *(a+1)等价于 a[1]，相当于第二排的数组名，4*4=16

8. &a[0] + 1 等价于 a=1,即第二排地址，在×86 环境下大小为 4，在×64 环境下大小为 8

9. *(&a[0] + 1))等价于*(a+1)，与 7 相同，大小为 16

10. *a 相当于第一排的数组名，大小也为 16

11. 因为 sizeof 只是根据类型判断，所以不会管是否越界，所以仍相当于一排的数组名，大小为 16

6. 指针深度理解

6.1 题目一

#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;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. a 是首元素的地址，a+1 是指第二个元素的地址，对其解引用就是第二个元素，也就是 2

2. &a+1 跳过整个数组，在被强制类型转换为 int*，减 1 指向 5，解引用就是 5

6.2 题目二

#include<stdio.h>//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);	printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);	printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. p 的地址是 0x100000，是十六进制表示，加 1 跳过一个结构体大小(20)，十六进制表示就是 00100014

2. p 被强制类型转换为无符号长整型，加 1 相当于加上数字 1，就为 00100001

3. p 被强制类型转换为无符号整型的指针，加 1 跳过一个整型，为 00100004

6.3 题目三

#include <stdio.h>//输出什么？int main(){	int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };	int* p;	p = a[0];	printf("%d", p[0]);	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. 括号表达式从左往右依次计算，取最后一次的值，所以数组中元素简化为 1,3,5

2. p[0]就是数组的首元素，为 1

6.4 题目四

//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]);	return 0;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. 首先我们得知道数组在内存中是连续存储的

2. p 的类型为 int(*p)[4]，p[4][2]等价于*(*(p+4)+2)，也就是说把 p 跳过 4 个以 int(*p)[4]类型的距离，跳过 2 个整型

3. 示意图如下，蓝色代表 p[4][2]，红色代表 a[4][2]

1. &p[4][2] - &a[4][2]之间差四个元素，值为-4，又因为地址是无符号的整数，所以发生整型提升

6.5 题目五

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

(1) 输出结果

(2) 解析

1. 这是一个指针数组，每个元素类型为 char*，分别指向一个字符串，如图

1. pa++跳过一个 char*的地址指向第二个元素，对其解引用得到 at

6.6 题目六

#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;}

(1) 输出结果

(2) 解析

1. 由图可知 cpp++指向 c+2，再两次解引用得到"POINT"的首元素地址

1. cpp 先++指向 c+1，解引用得到 c+1，再--得到 c 解引用得到 ENTER 的首元素地址，+3 得到 E 的地址

1. *cpp[-2]等价于**(cpp-2)，cpp-2 指向 c+3，两次解引用得到 FIRST 的首元素地址，+3 得到 S 的地址

1. cpp[1][-1]等价于*(*(cpp-1)-1)，这时候 cpp 指向的是第一个 c，cpp-1 再解引用得到 c+2，再-1 解引用得到 NEW 的地址，最好加 1 得到 E 的地址

文章转载自：Betty’sSweet

原文链接：https://www.cnblogs.com/bett/p/18001744

体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=001