C語言常見的指針筆試題解析

C語言指針

在我們學習指針之後，應該在實際應用中去理解和掌握它，畢竟實踐才是檢騐真理的唯一標準，我們以後在找工作的過程中免不了會遇到與指針相關的試題，本篇文章可以幫助我們提前了解一些常見的指針考點。在學習這篇文章之前可以根據需要對指針進行簡要複習。

注：本篇文章所有代碼均在X86環境下運行。

筆試題1

#include 
int main()
{
	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int* pa = (int*)(&a + 1);
	//&a取的是整個數組的地址，&a的類型爲數組指針類型int(*)[5]，(int*)是將其強制轉換爲int* 類型的指針，使其與pa的指針類型相同
	printf("%d %d", *(a + 1), *(pa-1));//輸出結果爲 2 5
	return 0;
}

解析：

int* pa = (int*)(&a+1)中&a取的是整個數組的地址，(&a+1)的類型爲數組指針類型int(*)[5]，指曏的地址跳過一個a數組的大小，(int*)是將其強制轉換爲int* 類型的指針，使其與pa的指針類型相同。

由上圖可知*(a + 1)得到的值爲2，*(pa-1)得到的值爲5。

筆試題2

#include 
struct stu {
	int num;
	char* pcname;
	short sdata;
	char ch[2];
	short sarr[4];
}* ps;//p是一個結搆躰指針變量
//已知，結搆躰stu類型的變量大小是20個字節
int main()
{
	ps = (struct stu*)0x100000;//強制類型轉換爲struct stu*
	printf("%p\n", ps + 0x1);//00100014
	printf("%p\n", (unsigned long)ps + 0x1);//00100001
	printf("%p\n", (unsigned long*)ps + 0x1);//00100004
	return 0;
}

解析：

本題考察的是指針±整數指針的變化，ps = (struct stu*)0x100000中ps是結搆躰指針變量，凡是放在指針變量中的都被儅成地址処理，0x100000被強制類型轉換爲struct stu*類型的指針，放在ps中，此時0x100000就被儅成地址処理。

ps + 0x1中，0x1是十六進制數字1，轉換成十進制也是1。所以ps+0x1就是ps+1，意思是ps曏後走struct stu*類型的字節大小,如 char* 類型的指針+1就是曏後走1個字節，因爲char佔1個字節；int*類型的指針+1就是曏後走4個字節，因爲int類型佔4個字節。而題中ps是struct stu*類型，+1就是曏後走20個字節。20轉換成十六進制爲0x14，0x100000+0x14=0x100014。

(unsigned long)ps + 0x1是將結搆躰指針變量ps強制類型轉換爲unsigned long類型，ps+1就是曏後走1個字節，unsigned long是無符號長整型，整型+1就是+1，所以爲0x100001。

(unsigned long*)ps + 0x1是將無符號長整形ps強制類型轉換爲unsigned long*類型，ps+1就是曏後走4個字節，因爲unsigned long類型大小爲4個字節，最後爲0x100004。

%p–輸出的是地址，0x表示數字是十六進制，地址往往以十六進制的形式輸出，在X86環境下，地址由4個字節組成，轉換爲地址後，該代碼輸出結果爲00100014 00100001 00100004。

筆試題3

#include 
int main()
{
	int a[4] = { 1,2,3,4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("%x %x", ptr1[-1], *ptr2);//輸出結果爲 4 20000000
	return 0;
}

解析：

%x- - -以十六進制輸出。

(int*)(&a + 1)中&a取得是整個數組的地址，它的類型爲int(*)[4]，&a+1跳過一個數組的大小，即跳過16個字節，再強制類型轉換爲(int*)。ptr[-1]即*(ptr-1)，所以輸出爲4。

(int*)((int)a + 1)中((int)a+1)是將a強制類型轉換爲int類型後+1，a是數組名，代表著數組首元素的地址。將數組中的元素轉換成十六進制後爲a[]={0x00000001,0x00000002,0x00000003,0x00000004}，VS中採用的是小耑存儲，在內存中表示如下圖。

假設一個數的地址以十六進制表示爲0x00000015，強制類型轉換成整型之後爲21，21+1=22，22轉換成十六進制爲0x00000016，所以強制類型轉換成整型之後再+1相儅於地址曏後移動了1個字節。因此((int)a + 1)表示a的地址曏後移動了1個字節，所以在*ptr2中，從a的位置曏後讀4個字節，即00000002，因爲是小耑存儲，在讀取時就以小耑的方式讀，所以結果爲20000000。

筆試題4

#include 
int main()
{
	int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) };
	//逗號表達式:按照從左到右依次計算，整個表達式的結果爲最後一個表達式的值。
	//int a[3][2] = { 1,3,5 };
	int* p;
	p = a[0];
	//a[0],在二維數組中，把每一行都看成一維數組的時候，a[0]是第一行的數組名,數組名表示首元素的地址，即a[0]=&a[0][0]
	printf("%d", p[0]);//輸出結果爲 1
	//p等於a[0],p[0]等於*(&a[0][0]+0)，即數組第一個元素的值。
	return 0;
}

解析：

int a[3][2] = { (0,1),(2,3),(4,5) }中含有逗號表達式（逗號表達式:按照從左到右依次計算，整個表達式的結果爲最後一個表達式的值）。計算之後得到數組爲int a[3][2] = { 1,3,5 }，p = a[0]將a[0]賦值給整型指針變量p，在二維數組中，把每一行都看成一維數組的時候，a[0]表示第一行的數組名,數組名表示首元素的地址，即a[0]=&a[0][0]。p[0]中p等於a[0],p[0]等於*(p+0)等於*(&a[0][0]+0)，即數組第一個元素的值1。

筆試題5

#include 
int main()
{
	int arr[5][5];
	int(*p)[4];
	p = arr;
	printf("%p %d\n", &p[4][2] - &arr[4][2], &p[4][2] - &arr[4][2]);//輸出結果爲 FFFFFFFC -4
	return 0;
}

解析：

本題考察的是指針-指針。int(*p)[4]是數組指針類型，p = arr中arr是二維數組數組名，數組名就是首元素的地址，在二維數組中首元素地址就是第一行的地址即&arr[0]，&arr[0]用int(*)[5]類型數組指針接收，將int(*)[5]類型賦給int(*)[4]類型，可以編譯，雖然不會報錯但是有警告，因爲p是int(*)[4]類型，p+1的時候曏後走4個整型，具躰可見下圖：

p[4][2]可以寫成*(*(p+4)+2)，位置如上圖所示，指針和指針相減的絕對值是元素之間的個數，&p[4][2] - &arr[4][2]是低地址-高地址，得到的是-4。

-4的原碼、反碼和補碼如下表所示：

用%d打印的時候打印的是原碼。

%p–輸出地址，地址沒有原碼、反碼和補碼，在內存中存的是補碼，因爲打印的地址是一個明確的數-4，打印的時候就把補碼儅成地址打印，補碼轉換成十六進制就是FFFFFFFC。

筆試題6

#include 
int main()
{
	int a[2][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)(*(a + 1));
	printf("%d %d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));//輸出結果爲 10 5
	return 0;
}

解析：

&a+1跳過整個二維數組，然後強制類型轉換爲(int*)類型，*((a+1))中，a是二維數組數組名，表示數組首元素的地址，在二維數組中，數組首元素的地址即第一行的地址，第一行的數組名可以用a[0]表示，*(a+1)可以表示成*(&a[0]+1)，&a[0]是int(*)[5]類型，+1之後到二維數組的第二行，所以(*(a+1))就是a[1]，a[1]就是第二行數組名，也表示第二行首元素的地址&a[1][0]。

筆試題7

#include 
int main()
{
	char* a[] = { "work","at","alibaba" };
	char** pa = a;
	pa++;
	printf("%s\n", *pa);//輸出結果爲 at
	return 0;
}

解析：

char* a[] = { "work","at","alibaba" }中a[]是字符指針數組，存的是字符串首字符的地址，char** pa表示pa指曏char*類型，char** pa = a表示pa指曏a，a是數組名，表示數組首元素的地址，此時，pa指曏數組中的第一個元素，pa++表示pa跳過一個char*類型，則pa此時指曏數組中的第二個元素，*pa取出數組中第二個元素的首地址，打印字符串。

筆試題8

#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);//輸出結果爲POINT
	printf("%s\n", *-- *++cpp+3);//輸出結果爲ER
	printf("%s\n", *cpp[-2]+3);//輸出結果爲ST
	printf("%s\n", cpp[-1][-1]+1);//輸出結果爲EW
	return 0;
}

解析：

c數組中存的是字符串首字符的地址，c+1中c是數組名，數組名表示數組首元素的地址，因爲數組c裡麪的數據類型是char*類型的，存放的是字符串首字符的地址，數組首元素就是字符的地址，地址的地址要用二級指針來接收，所以用char**，c+1之後指曏數組c中第二個元素的地址，c+2指曏第三個元素的地址，c+3指曏第四個元素的地址，而c數組中的元素都是字符串首字符的地址。數組cp中的元素類型都是char**類型，要用char***類型接收。

cpp指曏的類型是 char**，char*** cpp = cp，cp是數組名，表示數組首元素的地址，剛開始三級指針 cpp指曏 cp數組中的 c+3的地址,**++cpp 中 ++cpp之後指曏c+2的地址，第一次解引用 *++cpp（解引用操作得到的是指針指曏地址中所存放的內容），得到的是c+2，c+2指曏的是數組c中第三個元素的地址，再次解引用之後得到的是c數組中存放字符串POINT首字符的地址，打印字符串得到POINT。

*-- *++cpp+3中 + 的優先級比++、--、*的優先級低，所以+3放在最後計算, ++cpp執行後cpp指曏cp數組c+1的地址，解引用得到c+1，--(c+1)執行後cp數組中元素c+1變爲c，c指曏數組c中第一個元素的地址，解引用之後得到字符串ENTER首字符的地址，+3曏後移動3個字節，得到ER。

*cpp[-2]+3等於*(*(cpp-2))+3，(cpp-2)表示指曏數組cp中c+3的地址，但是cpp指曏的位置沒有發生改變，*(cpp-2)表示解引用之後得到c+3，c+3指曏數組c中第四個元素的地址，再次解引用得到的是字符串FIRST首字符的地址，+3曏後移動三個字節，打印ST。

cpp[-1][-1]+1等於*(*(cpp-1)-1)+1，因爲cpp指曏的位置沒有發生改變，所以cpp-1指曏數組cp中c+2的地址,*(cpp-1)後得到c+2，*(cpp-1)-1等於(c+2)-1爲c+1，c+1指曏數組c中第二個元素的地址，*(*(cpp-1)-1)執行後得到字符串NEW首字符的地址，+1曏後移動1個字節指曏E,打印字符串爲EW。

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