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C语言：指针（5）

news 2025/8/16 13:01:14

1. sizeof与strlen的对比

1.1 sizeof

sizeof属于是操作符，用于计算变量所占的空间大小，单位为字节。如果操作数是类型的话，计算的是使用类型创建的变量所占内存空间的大小。

sizeof只计算数据在内存中所占的空间大小，而不在乎内存中存放的数据类型。

例如：

int main()
{int a = 10;printf("%d\n",sizeof a);printf("%d\n", sizeof(a));printf("%d\n", sizeof(int));return 0;
}

4
4
4

1.2 strlen

strlen是C语言库函数，其功能为求字符串长度。函数原型如下：

 size_t strlen ( const char * str );

strlen函数会统计指针str指向的那个地址向后直到字符 '\0' 之前的所有字符个数。

但是，strlen函数会一直向后寻找直到找到 '\0' 为止，所以说有越界访问的可能性。

int main()
{char arr1[] = "abd";char arr2[] = {'a','b','c'};printf("%d\n", strlen(arr1));printf("%d\n", strlen(arr2));return 0;
}

3
6

这里在创建第二个字符串时没有加上 '\0' ，所以第二行输出的是一个随机结果。像arr1这样创建字符串，编译器会自动在末尾加上一个 '\0' ，所以第一行的输出结果是确定的。

1.3 sizeof 和strlen的对比

sizeof

1.sizeof是操作符

2.sizeof计算操作数所占内存的大小，单位是字节

3.不关注内存中存放什么数据

strlen

1. strlen是库函数，使用需要包含头文件 <string.h>

2.strlen用于求字符串长度，统计字符串中字符 '\0' 之前字符的个数

3.关注内存中是否存在字符 '\0' ，如果不存在，就会一直向后寻找，可能会越界。

2. 数组和指针题目解析

2.1 一维数组

int main()
{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;
}

下面为解析：

int main()
{int a[] = {1,2,3,4};printf("%d\n",sizeof(a));  //sizeof中a单独出现，表示整个数组，结果为16printf("%d\n",sizeof(a+0));//(a+0)，这里a表示数组首元素地址，整体属于整型指针，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(*a));//(*a)，这里的a表示数组首元素地址，*a表示首元素，类型为整型，结果为4printf("%d\n",sizeof(a+1));//(a+1),a表示数组首元素地址，与整数1相加，整体属于整型指针，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(a[1]));//a[1]，a表示数组首元素地址，利用操作符[1]来访问数组中下标为1的元素，类型为整型，结果为4printf("%d\n",sizeof(&a));//&a，得到的是整个数组的地址，类型为int(*)[4]，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(*&a));//(*&a)，操作符*与&抵消，最终为a，表示整个数组，结果为16printf("%d\n",sizeof(&a+1));//&a+1，&a得到整个数组地址，+1后跳过整个数组，但是其结果类型依旧为 int(*)[4]，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(&a[0]));//&a[0]，a[0]访问数组中下标为0的元素，即首元素，操作符&得到该元素的地址，类型为整型指针，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//&a[0]+1，&a[0]得到数组首元素地址，+1后跳过一个元素，结果类型为整型指针，结果为4/8return 0;
}

2.2 字符数组

2.2.1 字符串末尾无 '\0'

代码1：

int main()
{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;
}

解析：

int main()
{char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};printf("%d\n", sizeof(arr));//szieof中数组名arr单独出现，表示整个数组，结果为6printf("%d\n", sizeof(arr+0));//arr+0，表示数组首元素地址，类型为字符指针，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(*arr));//*arr，arr表示数组首元素地址，*arr表示首元素，类型为字符，结果为1printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//arr[1]，表示数组中下标为1的元素，类型为字符，结果为1printf("%d\n", sizeof(&arr));//&arr，&arr得到整个数组的地址，类型为 char(*)[6]，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//&arr+1，&arr得到整个数组的地址，+1跳过整个数组，但结果类型依旧为为char(*)[6]，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//&arr[0]+1，&arr[0]得到首元素的地址，+1后向后跳过一个元素，结果类型为字符指针，结果为4/8return 0;
}

代码2：

int main()
{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));printf("%d\n", strlen(&arr+1));printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));return 0;
}

解析：

int main()
{char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};printf("%d\n", strlen(arr));//arr表示数组首元素地址，但是数组中没有字符'\0'，strlen函数会从arr指向的地址向后一直寻找直到找到'\0'，结果为随机值printf("%d\n", strlen(arr+0));//arr表示首元素地址，+0后依旧为首元素地址，结果同第一行结果printf("%d\n", strlen(*arr));//arr为首元素地址，*arr得到首元素字符a，被传递给函数后，a会被转化为其ASCII码值97，并且函数会将97作为地址处理，但是这个地址通常是无法访问的，因此编译时会报错，运行会导致程序崩溃printf("%d\n", strlen(arr[1]));//arr[1]，为数组中下标为1的元素，即为b，其结果同第三行printf("%d\n", strlen(&arr));//&arr，&arr得到整个数组的地址，strlen函数会从arr指向的地址向后一直寻找直到找到'\0'，结果为随机值printf("%d\n", strlen(&arr+1));//&arr+1,&arr得到整个数组的地址，+1后跳过整个数组，strlen函数向后一直寻找直到找到'\0'，结果为随机值    printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//&arr[0]+1，&arr[0]得到数组首元素的地址，+1跳过一个元素，strlen函数向后一直寻找直到找到'\0'，结果为随机值    return 0;
}

将编译错误的语句注释之后得到如下的打印结果：

2.2.2 字符串末尾存在 '\0'

代码3：

int main()
{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;
}

解析：

int main()
{char arr[] = "abcdef";//这样创建字符串时，编译器为自动在字符串末尾加上一个'\0'printf("%d\n", sizeof(arr));//sizeof中数组名arr单独出现，表示整个数组，数组中一共有"abcdef"以及末尾的'\0'，类型都为字符，因此结果为7//其他的打印不受影响，不过&arr的类型变为了char(*)[7]，结果与上面一致，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;
}

代码4：

int main()
{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));printf("%d\n", strlen(&arr+1));printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));return 0;
}

解析：

int main()
{char arr[] = "abcdef";//这样创建字符串，编译器会自动在字符串末尾加上'\0'printf("%d\n", strlen(arr));//arr,arr表示数组首元素，字符串末尾中有'\0'，结果为6printf("%d\n", strlen(arr+0));//arr+0,arr表示数组首元素，+0后依旧为数组首元素，字符串末尾中有'\0'，结果为6printf("%d\n", strlen(*arr));//编译器报错，原因同代码2printf("%d\n", strlen(arr[1]));//编译器报错，原因同代码2printf("%d\n", strlen(&arr));//&arr,&arr得到整个数组的地址，字符串末尾中有'\0'，结果为6printf("%d\n", strlen(&arr+1));//&arr+1，&arr得到整个数组的地址，+1后跳过整个数组，strlen函数向后一直寻找直到找到'\0'，结果为随机值printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));//&arr[0]+1，&arr[0]得到数组首元素的地址，+1后跳过一个元素，字符串末尾存在'\0'，结果为5return 0;
}

将报错语句注释掉后的打印结果：

这里，倒数二行的输出结果为5属于是巧合，将字符串中的字符删去两个后，其结果如下：

int main()
{char arr[] = "abcf";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));return 0;
}

可以发现，除了倒数第二行打印结果不变外，其余打印结果都发生了变化，并且刚好是原本结果减去2。

2.2.3 用字符型指针存储常量字符串地址

代码5：

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

解析：

int main()
{char *p = "abcdef";//将字符串首字符地址存储在字符型指针p中printf("%d\n", sizeof(p));//p在sizeof中单独使用，表示字符串首字符的地址，类型为字符型指针，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(p+1));//p+1,p代表字符串首字符的地址，+1后跳过一个字符，结果类型依旧为字符型指针，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(*p));//*p，p为字符串首字符地址，*p得到首字符，即为a，类型为字符，结果为1printf("%d\n", sizeof(p[0]));//p[0]，编译器处理p[0]时，转化为*(p+0)，结果同第三行printf("%d\n", sizeof(&p));//&p，得到指针p的地址，类型为char**，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(&p+1));//&p，得到指针p的地址，+1后跳过一个char**类型的空间大小即跳过指针p的地址，指向存储指针p处地址后的地址，结果类型依旧为char**，结果为4/8printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));//&p[0]+1，转化为&*(p+0)+1，*与&抵消，因此结果为p+1，指向字符中第二个字符处，即为存储字符b的地址，结果类型为char*，结果为4/8return 0;
}

代码6：

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

解析：

int main()
{char *p = "abcdef";//字符串末尾存在'\0'printf("%d\n", strlen(p));//p为字符串首字符地址，传递给函数strlen，结果为6printf("%d\n", strlen(p+1));//p+1，p为字符串首字符地址，+1后跳过一个字符，传递给函数strlen，结果为5printf("%d\n", strlen(*p));//编译器报错，结果同代码2printf("%d\n", strlen(p[0]));//编译器报错，结果同代码2printf("%d\n", strlen(&p));//&p，&p得到指针p的地址，地址未知，但肯定不与字符串中任意一个字符重叠，传递给函数strlen后，结果为随机值printf("%d\n", strlen(&p+1));//&p，&p得到指针p的地址，+1后地址依旧未知，但肯定不与字符串中任意一个字符重叠，传递给函数strlen后，结果为随机值printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));//&p[0]+1，&p[0]得到字符串首字符地址，+1后跳过一个字符，传递给函数strlen，结果为5return 0;
}

这里的倒数第二行打印结果也属于巧合，可以跳过修改字符串验证：

int main()
{char *p = "abef";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));return 0;
}

2.3 二维数组

代码7：

int main()
{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;
}

解析：

int main()
{int a[3][4] = {0};//创建一个二维数组并将内部元素全部初始化为0printf("%d\n",sizeof(a));//sizeof中数组名a单独出现，表示整个数组，结果为48printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));//a[0][0]，a[0][0]表示数组中首元素，类型为整型数据，结果为4printf("%d\n",sizeof(a[0]));//二维数组a中，当sizeof中a[0]单独出现，表示数组中的整个第一行，结果为16printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));//a[0]+1，此处a[0]表示数组第一行首元素地址，+1后跳过一个元素，最终结果类型为整型指针，打印结果为4/8printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));//*(a[0]+1)，a[0]+1表示数组中第一行第二个元素的地址，加上*表示该地址处存储的数据，该数据类型为整型，结果为4printf("%d\n",sizeof(a+1));//a+1，a代表二维数组首行的地址，+1后跳过一整行，表示数组中第二行的地址，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));//*(a+1）,a+1表示数组中第二行的地址，加上*，得到整个第二行，结果为16printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));//&a[0]+1，&a[0]表示数组中整个第一行的地址，类型为int(*)[4]，+1后跳过一整行，但数据类型依旧为int(*)[4]，结果为4/8printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));//&a[0]+1，&a[0]表示数组中整个第一行的地址，类型为int(*)[4]，+1后跳过一整行，此时指向第二行地址，加上*后，得到整个第二行，结果为16printf("%d\n",sizeof(*a));//*a，a表示二维数组首行的地址，加上*后，表示整个数组首行，结果为16printf("%d\n",sizeof(a[3]));//a[3]表示数组整个第四行，虽然此时属于数组访问越界，但是编译器依旧将其作为数组的行类型处理，结果为16return 0;
}