C語言八道筆試題精講帶你掌握指標

為了題目的準確性和我們一般學習過程中的習慣，這裡所有的題目程式碼都是在 X86 環境(32 位平臺)下執行的。

題目一

#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;
}
//程式的結果輸出什麼？

我們先研究 ptr 指標變數裡面儲存的是什麼。&a+1 表示取出整個地址並向後跳躍一個陣列型別的大小，也就是指向了陣列最後一個元素 5 的後面一塊陣列型別大小的空間。

但是我們想要把這個地址交給指標變數 ptr 是不行的，因為型別不一樣(&a+1 是一個陣列指標型別，prt 是一個整形指標型別)，所以我們在 (&a+1) 之前 (int*) 來強制型別轉換。這樣我們搞清楚了 ptr 指標變數裡存的是什麼。

那麼現在來看輸出部分。*(a+1) 是比較簡單的，a 是首元素地址，a+1 是第二個元素地址，對其解除參照得到第二個元素 2 ，這是毋庸置疑的答案。對於 *(ptr-1) ，我們知道 ptr 裡面存放的地址位置，並且知道 ptr 是一個整形指標，ptr-1 相當於向前跳躍一個整形型別的大小，即指向陣列最後一個元素 5 的位置。對其解除參照就能得到元素 5 。

故最後的輸出結果為： 2，5 。

題目二

#include <stdio.h>
struct Test
{
	int Num;
	char* pcName;
	short sDate;
	char cha[2];
	short sBa[4];
}*p;
//如下表表示式的值分別為多少？
//已知，結構體Test型別的變數大小是20個位元組
int main()
{
	printf("%pn", p + 0x1);
	printf("%pn", (unsigned long)p + 0x1);
	printf("%pn", (unsigned int*)p + 0x1);
	return 0;
}
//程式最後輸出什麼？

我們注意觀察結構體的定義，定義了一個結構體指標變數 p 。

p+0x1 非常簡單，0x1 就是 1，只不過是以十六進位制的格式書寫的。這與我們經常習慣使用的指標計算一樣，p 是一個結構體指標，那麼 p+1 理當向後跳躍一個結構體型別的大小，即指向了結構體空間的後一個結構體空間的位置。並且我們知道 p 是一個全域性變數，全域性變數預設初始化為 0 ，那我們便可以知道，p=0 ，p+1=20 。而 %p 是一個十六進位制的列印格式，所以結果輸出：00000014 。

(unsigned long)p + 0x1 似乎更簡單一些。p 型別轉換成了一個長整形，那麼就代表 p 不再是一個指標，它存放的 0 就是單純意義上的數位。所以 0 + 0x1 就等於 00000001 。

(unsigned int*)p + 0x1 也非常簡單。p 本是一個結構體指標，現在強轉為整形指標，這就代表著 p 進行加減整數的時候步幅由 20 個位元組 變成了 4 個位元組。那麼 p=0 ，p+1=4 是毋庸置疑的。輸出的結果為：00000004 。

題目三

#include <stdio.h>
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);
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

ptr1 的分析與題目一沒有區別，ptr1 存放的是陣列最後一個元素的後面一塊陣列型別大小的地址。並且 ptr1 是一個整形指標。

ptr1[-1] 可改寫成 *(ptr-1) ，因為我們曾經說過，只要是陣列下標的操作都是指標操作，陣列下標的操作只是指標操作的簡寫。那麼此時 ptr1[-1] 就應該指向陣列最後一個元素 4 並對其解除參照得到輸出結果 00000004 。

(int*)((int)a+1) 如何理解呢？a 是陣列名，那麼它就指向了陣列首元素的地址，再將其強制型別轉換，那麼 a 裡面存放的地址就是單純意義上的數位，我們在這個數位的基礎上 +1 ，然後再強制型別轉換成整形指標並存放在 ptr2 中。也就是說，a 本是指向陣列首元素的地址，(int)a+1 就代表地址數 +1 ，地址數 +1 就說明如果是指標的話，它就會指向後一個位元組。再強轉為整形指標，那麼此時 ptr2 指向的地址為：

再對其解除參照就能找到紅色方塊那塊空間的內容，因為是小端儲存，那麼輸出的結果是：02000000 。

需要注意的是，本題使用的列印格式為 %x ，正兒八經的十六進位制，會省略有效數位前的 0 。

題目四

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
	int* p;
	p = a[0];
	printf("%d", p[0]);
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

首先我們注意觀察，二維陣列 a 裡面存放的是三個逗號表示式，我相信有人會在這裡踩坑。即三個逗號表示式，那麼二維陣列 a 裡面的內容應該是 1，3，5 ，0，0，0 (陣列 a 有 6 個元素，內容不夠後面自動補 0 )。

搞清了二維陣列存放的是什麼之後，我們來研究 a[0] 是什麼。a[0] 是二維陣列的第一個元素，這個元素是一個陣列，也就是說，指標變數 p 存放的是二維陣列中的第一個元素，這個元素是一個一維陣列，即拿到了一個陣列名。那麼 p[0] 就很好理解了，p 是一個陣列名，p[0] 就是陣列的首元素，即 1 。故輸出 1 。

題目五

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a[5][5];
	int(*p)[4];
	p = a;
	printf("%p,%dn", &p[4][2] - &a[4][2], &p[4][2] - &a[4][2]);
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

我們可以看到，陣列指標 p 存放了二維陣列 a 的首元素地址，這就不難分析了，p 指向的陣列與 a 陣列的儲存內容一樣，但是記憶體分配不一樣。

我們把這兩個空間重疊在一起：

可以看到，&p[4][2] 與 &a[4][2] 相差了 4 個元素，但因為 &p[4][2] 的地址位置比較低，所以兩個相減是一個負數，即 -4 。但我們要以 %p 的形式列印，%p 是一個無符號的數，所以我們便得知結果應該是一個非常大的十六進位制數。那麼 -4 的原反補為：

所以前者的輸出結果為：fffffffc 。

我們知道，指標(地址)相減，得到的是相差的元素個數，上面我們也講過。那麼 %d 是一個有符號的列印格式，所以輸出的結果就是 -4 。

題目六

#include <stdio.h>
int main()
{
	int aa[2][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	int* ptr1 = (int*)(&aa + 1);
	int* ptr2 = (int*)(*(aa + 1));
	printf("%d,%d", *(ptr1 - 1), *(ptr2 - 1));
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

*(ptr1-1) 的結果為 10 應該沒什麼意見吧？

*(aa+1) 可改寫成 aa[1] ，也就是二維陣列的第二個元素，這個元素是一個一維陣列，也就是說得到了一個陣列名。將這個陣列名強轉為整形指標存放在指標變數 ptr2 中，這時候就知道了 ptr2 的具體指向位置。(二維陣列在記憶體空間中是連續存放的！)

*(ptr2-1) 就是將 ptr2 向前跳躍一個整形型別的大小，並解除參照，即找到了元素 5 ，所以輸出結果為 5 。

題目七

#include <stdio.h>
int main()
{
	char* a[] = { "work","at","alibaba" };
	char** pa = a;
	pa++;
	printf("%sn", *pa);
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

指標陣列 a 存放了三個字串常數(關於字串的常數在往期的部落格中已經介紹過)，使用二級指標 pa 來指向這個陣列(char** pa=a;)，這就表明 pa 變數存放的是 a 陣列的首元素地址。pa++ 指向了陣列的第二個元素，*pa 毋庸置疑得到了字串常數 "at" 的首元素地址，再通過 %s 列印，就能的得到 at 。

題目八

#include <stdio.h>
int main()
{
	char* c[] = { "ENTER","NEW","POINT","FIRST" };
	char** cp[] = { c + 3,c + 2,c + 1,c };
	char*** cpp = cp;
	printf("%sn", **++cpp);
	printf("%sn", *-- * ++cpp + 3);
	printf("%sn", *cpp[-2] + 3);
	printf("%sn", cpp[-1][-1] + 1);
	return 0;
}
//程式的結果輸出什麼？

我們先分析一下 c、cp、cpp 裡面存放的是什麼東西。指標陣列 c 裡面存放有四個字串常數。指標陣列 cp 裡面存放的是四個字串常數的地址。三級指標 cpp 存放的是 指標陣列 cp 的首元素地址。那麼草圖可以畫成：

**++cpp ，因為結合性的原因，我們要先計算 ++cpp，那麼此時 cpp 指向 cp 的第二個元素的地址，然後解除參照得到了 cp 中第二個元素，這個元素又是指向 c 的第三個元素，然後再解除參照得到 c 的第三個元素，這個元素是字串常數 "POINT" 的首字元地址，通過 %s 的形式列印得到 POINT 。一定要注意，++ 這個操作是 cpp 參與運算了，所以下次運算時會從計算後的位置開始。

*--*++cpp+3 ，還是先計算 ++cpp ，此時 cpp 指向 cp 的第三個元素的地址，然後解除參照得到 c+1 ，然後 -- ，c+1 就變成了 c ，然後解除參照得到 c 的首元素地址，在此地址的基礎上 +3 ，就拿到了字串常數 "ENTER" 的第四個字元的地址，然後通過 %s 的形式列印得到 ER 。

*cpp[-2]+3 可改寫為 *(*(cpp-2))+3 ，也就是說，此時 cpp 指向了 cp 的首元素地址，解除參照得到了 c+3 ，c+3 是指向 c 的第四個元素的地址，解除參照便得到了 c 的第四個元素，這個元素是字串常數 "FIRST" 的首元素地址，在此地址的基礎上 +3 便得到字串常數第四個字元的地址，%s 通過這個地址列印便得到 ST 。(此時 cpp 是沒有實質運算的)

cpp[-1][-1]+1 可改寫為 *(*(cpp-1)-1)+1 ，此時 cpp 指向 cp 的第二個元素的地址，解除參照得到 c+2 ，然後 -1 得到 c+1 ，即指向了 c 的第二個元素的地址，解除參照便得到了 c 的第二個元素，這個元素是字串常數 "NEW" 的首元素地址，然後 +1 便指向了字串常數的第二個字元的地址，通過 %s 形式列印便得到了 EW 。

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