C语言8道大厂指针笔试题——拿捏指针

Posted 2022-07-08 龙兆万

为了题目的准确性和我们一般学习过程中的习惯，这里所有的题目代码都是在 X86 环境(32 位平台)下运行的。

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;

//程序的结果输出什么？

我们先研究 ptr 指针变量里面存储的是什么。&a+1 表示取出整个地址并向后跳跃一个数组类型的大小，也就是指向了数组最后一个元素 5 的后面一块数组类型大小的空间。

但是我们想要把这个地址交给指针变量 ptr 是不行的，因为类型不一样(&a+1 是一个数组指针类型，prt 是一个整形指针类型)，所以我们在 (&a+1) 之前 (int*) 来强制类型转换。这样我们搞清楚了 ptr 指针变量里存的是什么。

那么现在来看输出部分。*(a+1) 是比较简单的，a 是首元素地址，a+1 是第二个元素地址，对其解引用得到第二个元素 2 ，这是毋庸置疑的答案。对于 *(ptr-1) ，我们知道 ptr 里面存放的地址位置，并且知道 ptr 是一个整形指针，ptr-1 相当于向前跳跃一个整形类型的大小，即指向数组最后一个元素 5 的位置。对其解引用就能得到元素 5 。

 

 故最后的输出结果为： 2，5 。

题目二：

#include <stdio.h>

struct Test

	int Num;
	char* pcName;
	short sDate;
	char cha[2];
	short sBa[4];
*p;
//如下表表达式的值分别为多少？
//已知，结构体Test类型的变量大小是20个字节
int main()

	printf("%p\\n", p + 0x1);
	printf("%p\\n", (unsigned long)p + 0x1);
	printf("%p\\n", (unsigned int*)p + 0x1);
	return 0;

//程序最后输出什么？

我们注意观察结构体的定义，定义了一个结构体指针变量 p 。

p+0x1 非常简单，0x1 就是 1，只不过是以十六进制的格式书写的。这与我们经常习惯使用的指针计算一样，p 是一个结构体指针，那么 p+1 理当向后跳跃一个结构体类型的大小，即指向了结构体空间的后一个结构体空间的位置。并且我们知道 p 是一个全局变量，全局变量默认初始化为 0 ，那我们便可以知道，p=0 ，p+1=20 。 而 %p 是一个十六进制的打印格式，所以结果输出：00000014 。

(unsigned long)p + 0x1 似乎更简单一些。p 类型转换成了一个长整形，那么就代表 p 不再是一个指针，它存放的 0 就是单纯意义上的数字。所以 0 + 0x1 就等于 00000001 。

(unsigned int*)p + 0x1 也非常简单。p 本是一个结构体指针，现在强转为整形指针，这就代表着 p 进行加减整数的时候步幅由 20 个字节 变成了 4 个字节。那么 p=0 ，p+1=4 是毋庸置疑的。输出的结果为：00000004 。

 题目三：

#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;

//程序的结果输出什么？

ptr1 的分析与题目一没有区别，ptr1 存放的是数组最后一个元素的后面一块数组类型大小的地址。并且 ptr1 是一个整形指针。

ptr1[-1] 可改写成 *(ptr-1) ，因为我们曾经说过，只要是数组下标的操作都是指针操作，数组下标的操作只是指针操作的简写。那么此时 ptr1[-1] 就应该指向数组最后一个元素 4 并对其解引用得到输出结果 00000004 。

(int*)((int)a+1) 如何理解呢？a 是数组名，那么它就指向了数组首元素的地址，再将其强制类型转换，那么 a 里面存放的地址就是单纯意义上的数字，我们在这个数字的基础上 +1 ，然后再强制类型转换成整形指针并存放在 ptr2 中。也就是说，a 本是指向数组首元素的地址，(int)a+1 就代表地址数 +1 ，地址数 +1 就说明如果是指针的话，它就会指向后一个字节。再强转为整形指针，那么此时 ptr2 指向的地址为：

 

再对其解引用就能找到红色方块那块空间的内容，因为是小端存储，那么输出的结果是：02000000 。

需要注意的是，本题使用的打印格式为 %x ，正儿八经的十六进制，会省略有效数字前的 0 。

题目四：

#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;

//程序的结果输出什么？

首先我们注意观察，二维数组 a 里面存放的是三个逗号表达式，我相信有人会在这里踩坑。即三个逗号表达式，那么二维数组 a 里面的内容应该是 1，3，5 ，0，0，0 (数组 a 有 6 个元素，内容不够后面自动补 0 )。

 

搞清了二维数组存放的是什么之后，我们来研究 a[0] 是什么。a[0] 是二维数组的第一个元素，这个元素是一个数组，也就是说，指针变量 p 存放的是二维数组中的第一个元素，这个元素是一个一维数组，即拿到了一个数组名。那么 p[0] 就很好理解了，p 是一个数组名，p[0] 就是数组的首元素，即 1 。故输出 1 。

 

 

题目五：

#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;

//程序的结果输出什么？

我们可以看到，数组指针 p 存放了二维数组 a 的首元素地址，这就不难分析了，p 指向的数组与 a 数组的存储内容一样，但是内存分配不一样。

我们把这两个空间重叠在一起：

 可以看到，&p[4][2] 与 &a[4][2] 相差了 4 个元素，但因为 &p[4][2] 的地址位置比较低，所以两个相减是一个负数，即 -4 。但我们要以 %p 的形式打印，%p 是一个无符号的数，所以我们便得知结果应该是一个非常大的十六进制数。那么 -4 的原反补为：

所以前者的输出结果为：fffffffc 。

我们知道，指针(地址)相减，得到的是相差的元素个数，上面我们也讲过。那么 %d 是一个有符号的打印格式，所以输出的结果就是 -4 。

 

题目六：

#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;

//程序的结果输出什么？

*(ptr1-1) 的结果为 10 应该没什么意见吧？

*(aa+1) 可改写成 aa[1] ，也就是二维数组的第二个元素，这个元素是一个一维数组，也就是说得到了一个数组名。将这个数组名强转为整形指针存放在指针变量 ptr2 中，这时候就知道了 ptr2 的具体指向位置。(二维数组在内存空间中是连续存放的！)

*(ptr2-1) 就是将 ptr2 向前跳跃一个整形类型的大小，并解引用，即找到了元素 5 ，所以输出结果为 5 。 

题目七：

#include <stdio.h>

int main()

	char* a[] =  "work","at","alibaba" ;
	char** pa = a;
	pa++;
	printf("%s\\n", *pa);
	return 0;

//程序的结果输出什么？

指针数组 a 存放了三个字符串常量(关于字符串的常量在往期的博客中已经介绍过)，使用二级指针 pa 来指向这个数组(char** pa=a;)，这就表明 pa 变量存放的是 a 数组的首元素地址。pa++ 指向了数组的第二个元素，*pa 毋庸置疑得到了字符串常量 "at" 的首元素地址，再通过 %s 打印，就能的得到 at 。

题目八：

#include <stdio.h>

int main()

	char* c[] =  "ENTER","NEW","POINT","FIRST" ;
	char** cp[] =  c + 3,c + 2,c + 1,c ;
	char*** cpp = cp;
	printf("%s\\n", **++cpp);
	printf("%s\\n", *-- * ++cpp + 3);
	printf("%s\\n", *cpp[-2] + 3);
	printf("%s\\n", cpp[-1][-1] + 1);
	return 0;

//程序的结果输出什么？

 我们先分析一下 c、cp、cpp 里面存放的是什么东西。指针数组 c 里面存放有四个字符串常量。指针数组 cp 里面存放的是四个字符串常量的地址。三级指针 cpp 存放的是 指针数组 cp 的首元素地址。那么草图可以画成：

 

**++cpp ，因为结合性的原因，我们要先计算 ++cpp，那么此时 cpp 指向 cp 的第二个元素的地址，然后解引用得到了 cp 中第二个元素，这个元素又是指向 c 的第三个元素，然后再解引用得到 c 的第三个元素，这个元素是字符串常量 "POINT" 的首字符地址，通过 %s 的形式打印得到 POINT 。一定要注意，++ 这个操作是 cpp 参与运算了，所以下次运算时会从计算后的位置开始。

 *--*++cpp+3 ，还是先计算 ++cpp ，此时 cpp 指向 cp 的第三个元素的地址，然后解引用得到 c+1 ，然后 -- ，c+1 就变成了 c ，然后解引用得到 c 的首元素地址，在此地址的基础上 +3 ，就拿到了字符串常量 "ENTER" 的第四个字符的地址，然后通过 %s 的形式打印得到 ER 。

 *cpp[-2]+3 可改写为 *(*(cpp-2))+3 ，也就是说，此时 cpp 指向了 cp 的首元素地址，解引用得到了 c+3 ，c+3 是指向 c 的第四个元素的地址，解引用便得到了 c 的第四个元素，这个元素是字符串常量 "FIRST" 的首元素地址，在此地址的基础上 +3 便得到字符串常量第四个字符的地址，%s 通过这个地址打印便得到 ST 。(此时 cpp 是没有实质运算的)

 cpp[-1][-1]+1 可改写为 *(*(cpp-1)-1)+1 ，此时 cpp 指向 cp 的第二个元素的地址，解引用得到 c+2 ，然后 -1 得到 c+1 ，即指向了 c 的第二个元素的地址，解引用便得到了 c 的第二个元素，这个元素是字符串常量 "NEW"  的首元素地址，然后 +1 便指向了字符串常量的第二个字符的地址，通过 %s 形式打印便得到了 EW 。