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Shepard Wang
2020-11-30 14:18:49 +08:00
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我们要判断素数,首先要知道素数的定义。
> 素数质数又称素数。一个大于1的自然数除了1和它自身外不能被其他自然数整除的数叫做质数;否则称为合数。
知道了素数的定义,那么我们应该想一下,如何去判断一个数是否为素数?
> 一种思路是我们在每次得到一个数后都去计算去尝试因式分解它看它除了1和自身之外还有没有其他因子
> 另一种是,我们去查阅素数表,看这个数在不在素数表上。那我们就要先得到素数表。
以下除了第一种方法第2~4种方法都是用第二种思路做的
当要判断的目标数很少时,第一种高效。但是当给定的目标数组很多,数也很大时。后面的思路配上高效的查找算法,显然更高效
------
### 方法1暴力求解
1-1:稍微动动脑
> **思想**
> 根据素数的定义思考。素数是大于1的自然数除了1和自身外其他数都不是它的因子。
> 那我们就可以用一个循环从2开始遍历到这个数减去1如果这个数都不能被整除那么这个数就是素数。
> 也就是说:
> 给定一个数 n , i 从 2 开始取值,直到 n - 1(取整数),如果 n % i != 0 , n 就是素数
> 进一步思考,有必要遍历到 n - 1 吗?
> 除了1以外任何合数最小的因子就是2那最大的因子就是 n/2
> 那我们就遍历到 n/2就足够了
这样我们就可以写出这个算法的核心代码:
```
int isPrime(int target) {
int i = 0;
if (target <= 1) {
printf("illegal input!\n");//素数定义
return -1;
}
for (i = 2; i <= target / 2; i++) {
if (target % i == 0)
return 0;//不是素数直接返回0
}
return 1;//是素数返回1
}
```
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1-2再进一步
> **思想**
>
> 在上面的基础上,其实不需要遍历到 n/2只需要到 根号n包含根号n 就可以了。为什么呢?这是个数学问题,大家自行思考一下。
核心代码:
```
int isPrime(int target) {
int i = 0;
if (target <= 1) {
printf("illegal input!\n");//素数定义
return -1;
}
for (i = 2; i <= (int)sqrt(target); i++) {
if (target % i == 0)
return 0;
}
return 1;
}
```
![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)
------
> 从第二种方法开始,我们都是先完成判断素数数组,然后用二分法去查找判断数组
>
> 这里说一下以下三种方法牵扯的概念:
>
> - 范围1 ~ 范围上限N
> - 范围上限N判断素数需要用户输入随机素数这个随机素数的范围是1 ~ N
> - 判断素数数组:将数组的`下标`与`1 ~ N`的自然数一一对应起来。
> 判断 1到N 的自然数是否为素数,其实就是判断数组的下标是否为素数,如果是 给这个下标所对应的判断素数数组元素赋1否则赋0
> 比如我要判断3是否为素数我们就找到`判断素数数组isPrime`中的下标为3的元素`isPrime[3]`
> 如果 `3` 是素数 赋值1即`isPrime[3] = 1`
> `如果 3 不是素数赋值0 即isPrime[3] = 0`
> 这样我们在用二分法查找时,查找数组下标就可以,找到下标后返回下标对应的判断素数数组的值。
> 如果是1说明下标对应的自然数是素数否则不是
------
### 方法2用素数表来判断素数
> **思路**
> 如果一个数不能整除比它小的任何素数,那么这个数就是素数
> 这种“打印”素数表的方法效率很低,不推荐使用,可以学习思想
核心代码:
```
//target输入的要查找的数
//count当前已知的素数个数
//PrimeArray存放素数的数组
int isPrime(int target, int count, int* PrimeArray) {
int i = 0;
for (i = 0; i < count; i++) {
if (target % PrimeArray[i] == 0)
return 0;
}
return 1;
}
```
![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)
------
### 方法3普通筛法——埃拉托斯特尼(Eratosthenes)筛法
> **思路**:
> \1. 我们的想法是创建一个比范围上限大1的数组我们只关注下标为 1 ~ N要求的上限 的数组元素与数组下标(一一对应)。
> \2. 将数组初始化为1。然后用for循环遍历范围为【2 ~ sqrt(N)】。如果数组元素为1则说明这个数组元素的下标所对应的数是素数。
> \3. 随后我们将这个下标除1以外的整数倍所对应的数组元素全部置为0也就是判断其为非素数。
> 这样我们就知道了范围内1 ~ 范围上限N所有数是素数下标对应的数组元素值为1或不是素数下标对应的数组元素值为0
> 用百度百科对埃拉托斯特尼筛法简单描述:**要得到自然数n以内的全部素数必须把不大于 的所有素数的倍数剔除,剩下的就是素数。**
核心代码:
```
// 判断素数的数组 范围上限N
void Eratprime(int* isprime, int upper_board) {
int i = 0;
int j = 0;
//初始化isprime
for (i = 2; i <= upper_board; i++)
isprime[i] = 1;
for (i = 2; i < (int)sqrt(upper_board); i++) {
if (isprime[i]) {
isprime[i] = 1;
}
for (j = 2; i * j <= upper_board; j++) {//素数的n倍n >= 2不是素数
isprime[i * j] = 0;
}
}
}
```
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------
### 方法4线性筛法——欧拉筛法
> **思路**:
> 我们再思考一下上面的埃拉托斯特尼筛法,会发现,在“剔除“非素数时,有些合数会重复赋值。这样就会增加复杂度,降低效率。
> 比如范围上限N = 16时
>
> ```
> 2是素数剔除”2 的倍数“它们是46 810 12 14 16
> 3是素数剔除”3 的倍数”它们是691215
> ```
>
> ![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)
>
> 612是重复的。如何减少重复呢
核心代码:
```
void PrimeList(int* Prime, bool* isPrime, int n) {
int i = 0;
int j = 0;
int count = 0;
if (isPrime != NULL) {//确保isPrime不是空指针
//将isPrime数组初始化为 1
for (i = 2; i <= N; i++) {
isPrime[i] = true;
}
}
if (isPrime != NULL && Prime != NULL) {
//从2遍历到范围上限N
for (i = 2; i <= N; i++) {
if (isPrime[i])//如果下标下标对应着1 ~ 范围上限N对应的isPrime值没有被置为false说明这个数是素数将下标放入素数数组
Prime[count++] = i;
//循环控制表达式的意义j小于等于素数数组的个数 或 素数数组中的每一个素数与 i 的积小于范围上限N
for (j = 0; (j < count) && (Prime[j] * (long long)i) <= N; j++)//将i强制转换是因为vs上有warning要求转换为宽类型防止算术溢出。数据上不产生影响
{
isPrime[i * Prime[j]] = false;//每一个素数的 i 倍i >= 2都不是素数置为false
//这个是欧拉筛法的核心它可以减少非素数置false的重复率
//意义是将每一个合数(非素数)拆成 2最小因数与最大因数 的乘积
if (i % Prime[j] == 0)
break;
}
}
}
}
```
![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)
如果你没有理解,可以参考下例
![img](https://img-blog.csdnimg.cn/20200129202409493.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTU0MDEw,size_16,color_FFFFFF,t_70)![点击并拖拽以移动](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAPABAP///wAAACH5BAEKAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)
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[以上四种算法的完整代码在我的github上帮助到你了不妨给我点个star哦~](https://github.com/hairrrrr/win.ccode/tree/master/Pactise/2020WinterVacation/Prime/Prime Judgement)
------
------
感谢指出我错误的微信网友: 大异小同 。
本次修改内容:
\1. 1-1中的代码for循环的循环控制 i < target / 2 改为 i <= target
错误情况:当 target == 4 时target / 2 的值是 2i 从 2开始如果 循环控制是i < target / 2, 则不会进入 for 循环,所以会将 4 误判为素数
\2. sqrt 函数的返回值是 double 类型。
将 i <= sqrt(target) 改为 i <= (int)sqrt(target)
sqrt 函数的函数原型double sqrt(double arg);
2020 - 2 - 24 日修改:

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@@ -0,0 +1,290 @@
### 1.如何用程序判断自己的机器是大端还是小端?
***
通常情况下,我们的计算机都是小端存储模式。
> 小端:数字的低位存储到内存的低地址上。
>
> 大端:数字的低位存储到内存的高地址上。
我们在 VS 中创建一个临时变脸
```c
int a = 0x11223344;// 十六进制数
```
然后打开调试器,看到变量 a 在内存中是这样存储的:
```c
0x0133FC50 44 33 22 11
```
对于 Vs 调试中内存窗口的这行信息应该如何理解呢?它就表示:
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-49.png)
十六进制数每两位表示一个字节地址也是十六进制数int 类型在 32 位机器上大小为 4 个字节。
**如何理解十六进制数每两位表示一个字节?**
十六进制数每一位的取值范围是 0 ~ 15表示 16 种不同可能,对应 4 个二进制位0000 ~ 1111所以每一位十六进制可以表示 4 个二进制位,那么两个十六进制位就表示 8 个二进制位,也就是 1 个字节。
可以看到,在我的机器上,低位 44 存储在 低地址0x0133FC50所以我的机器是 小端存储模式。
如果是大端存储模式,变量 a 在内存中的存储应该如下图所示:
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-50.png)
现在,让我们用程序来验证一下我们的机器到底是大端还是小端。
#### 方法一
```c
#include<stdio.h>
int main(void) {
int a = 0x11223344;
int* pi = &a;
char* pc = (char*)pi;//指针强转
printf("%x\n", *pc);//输出 44 ,得到证实
return 0;
}
```
#### 方法二
```c
#include<stdio.h>
typedef union {
int a;
char ch[sizeof(int)];
}BOS;//big or small
int main(void) {
BOS bos;
bos.a = 0x11223344;
printf("%x", (unsigned int)bos.ch[0]);//输出 44
return 0;
}
```
### 2.关于整数类型存储的面试问题
***
以下问题大家可以先独立思考一下,看看如果真的面试官问你,你能不能正确的回答并清晰的讲出其中的原理。
#### 1
请问printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。
```c
char a = -1;
signed char b = -1;
unsigned char c = -1;
printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
```
```c
a = -1, b = -1, c = 255
```
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-51.png)
**signed char 与 char 表示同一种类型,原理一样**
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-52.png)
#### 2
请问printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。
```c
char a = -128;
printf("%u\n", a);
```
```c
4294967168
```
你想到了吗?
我们还是按照上面的思路分析:
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-53.png)
#### 3
请问printf 函数会打印出什么内容?并解释原因。
```c
char a = 128;
printf("%u\n", a);
```
```c
4294967168
```
神奇吗?并不神奇。
原因就在于“截断”时得到的二进制序列是一模一样的,后面的操做是相同的。
另外说一句char 的范围是 -128 ~ 127所以上面的 char 型变量 a 溢出了。
试着想想下面的 printf 函数又会输出什么呢?
```c
unsigned char a = -128;
unsigned char b = 128;
printf("a = %u, b = %u\n", a, b);
```
#### 4
```c
int i = -20;
unsigned int j = 10;
printf("%d\n", i + j);
```
首先i 与 j 相加时,**int 转换为 unsigned int** 。
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-54.png)
#### 5
请问:下面的程序会输出什么?
```c
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--){
printf("%u\n", i);
}
```
这个问题的关键点就是在 i == 0 时。如果 i 的类型是 int 毫无疑问for 循环会在这里结束。可是,现在 i 的类型是 unsigned int。
我们知道,`i--`等同于 `i -= 1`,也就是 `i = i - 1` 。对于编译器来说,其实这个操作是 `i = i + (-1)`,我们知道, -1 的补码是:
11111111 11111111 11111111 11111111
当它与 0i相加时i 的补码就变成了全 1。问题就在于这时候 i 是 unsigned int 类型,这个全 1 的补码的含义并不是 -1 而是 unsigned int 的最大值。所以循环条件 `i >= 0 `依然满足。
换句话说,对于 unsigned int 类型的 i 来说,`i >= 0`是恒成立的。
所以答案是无限循环。
#### 6
```c
int main(void)
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++){
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
```
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-55.png)
#### 7
```c
7.
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main(void){
for(i = 0;i<=255;i++){
printf("hello world\n");
}
return 0;
}
```
这个情况与例5相同。
### 3.浮点数
浮点数我们不做过多说明详情我们在【C入门到精通】讲过。
我们着重强调一下,对于 **2 个浮点数的比较** 来说,不能像整型那样直接比较,应该引入一个误差范围,比如:
```c
#define E 1e-4 //定义一个精度
float i = 19.0;
float j = i / 7.0;
if (j * 7.0 - i < E && j * 7.0 - i > -E) {
printf("相等!\n");
} else {
printf("不相等!\n");
}
```
**如果本文你有地方没有看懂,推荐阅读以下文章,可以帮助你理解**
- [一文看懂枚举&结构&联合](https://mp.weixin.qq.com/s/NkXZSdM-gnAuG7_jAM8ZiA)

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@@ -0,0 +1,943 @@
## 指针进阶
## 目录
***
[TOC]
### 前言
***
#### 指针的概念
>1. 指针就是个变量,用来存放地址,地址唯一标识一块内存空间。
>2. 指针的大小是固定的4/8个字节32位平台/64位平台
>3. 指针是有类型,指针的类型决定了指针的+-整数的步长,指针解引用操作的时候的权限。
### 1、字符指针
#### 字符串的 数组 与 指针 表示的区别
请看下面这段代码,猜测会输出什么:
**1-1.c**
```c
#include<stdio.h>
int main(void) {
char str1[] = "Hello";
char str2[] = "Hello";
const char* str3 = "Hello";
const char* str4 = "Hello";
//查看str1与str2 str3与str4 的地址是否相同
if (str1 == str2)
printf("str1 == str2\n");
if (str3 == str4)
printf("str3 == str4\n");
return 0;
}
```
输出:
```c
str3 == str4
```
我们不着急解释原因,我们再来看一下下面这个例子:
**1-2.c**
```c
#include<stdio.h>
int main(void){
char str1[] = "hello";
str1[0] = 'a';
printf("%s\n", str1);
return 0;
}
```
**1-3.c**
```c
#include<stdio.h>
int main(void){
char* str2 = "hello";
str2[0] = 'a';
printf("%s\n", str2);
return 0;
}
```
试着思考1-2.c 和 1-3.c 输出的结果一样吗?
为什么 1-3.c 程序会直接崩溃呢?
这是因为字符串字面量 "hello" 存储在 **常量区** ,该区域内的常量是**只读**的,不能被修改。
为了更加清楚的了解上面三个程序的原理,不妨看看下图:
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-56.png)
### 2、指针数组
```c
int* arr1[10]; //整形指针的数组
char *arr2[4]; //一级字符指针的数组
char **arr3[5];//二级字符指针的数组
```
### 3、数组指针
#### Ⅰ:定义
数组指针是**指针**。
```c
int *p1[10];//这是一个数组,里面放的都是 int型的指针
int (*p2)[10];//这是一个指针,指向一个大小为 10个 int 的数组
```
**`[]`的优先级高于 `*`,所以 `()`不能省略 **
#### Ⅱ:数组名 与 &数组名
**3-1.c**
```c
#include <stdio.h>
int main(void){
int arr[10] = { 0 };
printf("arr = %p\n", arr);
printf("&arr= %p\n", &arr);
printf("arr+1 = %p\n", arr+1);
printf("&arr+1= %p\n", &arr+1);
return 0;
}
```
输出:
```c
arr = 012FFE48
&arr= 012FFE48
arr+1 = 012FFE4C
&arr+1= 012FFE70
```
实际上: **&arr 表示的是数组的地址**,而不是数组首元素的地址。
数组的地址+1跳过整个数组的大小所以 &arr+1 相对于 &arr 的差值是40.
#### Ⅲ:数组指针的使用
**3-2.c**
```c
#include<stdio.h>
void printArr1(int arr[][4], int row, int col) {
int i, j;
printf("\nint arr[][4]\n");
for (i = 0; i < row; i++) {
for (j = 0; j < col; j++)
printf("%d ", arr[i][j]);
printf("\n");
}
}
void printArr2(int (*arr)[4], int row, int col) {
int i, j;
printf("\n int (*arr)[]\n");
for (i = 0; i < row; i++) {
for (j = 0; j < col; j++)
printf("%d ", arr[i][j]);
printf("\n");
}
}
int main(void) {
int arr[3][4] = { 0 };
printArr1(arr, 3, 4);
printArr2(arr, 3, 4);
return 0;
}
```
输出:
```c
int arr[][4]
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
int (*arr)[]
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
```
### 4、数组参数 & 指针参数
#### Ⅰ:一维数组传参
**4-1.c**
我们先来看一下 main 函数
```c
#include<stdio.h>
int main(void) {
int arr[10] = { 0 };
int* arr2[20] = { 0 };
test1(arr);
test2(arr);
test3(arr);
test4(arr2);
test5(arr2);
return 0;
}
```
请判断以下五个函数的参数写法是否正确:
```c
void test1(int arr[]) {
}
void test2(int arr[10]) {
}
void test3(int* arr) {
}
void test4(int* arr[20]) {
}
void test5(int** arr) {
}
```
这五种写法都是可以的。
#### Ⅱ:二维数组传参
**4-2.c**
```c
#include<stdio.h>
void test(int arr[3][5])
{}
void test(int arr[][])// error
{}
void test(int arr[][5])
{}
void test(int *arr) // error
{}
void test(int* arr[5])
{}
void test(int (*arr)[5])
{}
void test(int **arr) // error
{}
int main(void)
{
int arr[3][5] = {0};
test(arr)
return 0;
}
```
**二维数组传参,只有第一个 [] 内的数字可以省略,其他的都不能省略**
### 5、函数指针
#### Ⅰ:定义
**5-1.c**
```c
#include<stdio.h>
int main(void) {
printf("%p\n", main);
printf("%p\n", &main);//输出函数地址 用不用 & 都可以
return 0;
}
```
输出:
```c
008A129E
008A129E
```
输出的两个地址是 main 函数的地址。
如何理解函数指针?
> 当你写完并保存一个 .c 文件后,这个文件是存储在计算机硬盘中的。编译 c文件后生成的 .exe(可执行文件)也是在硬盘上。
>
> 当你双击 .exe 文件时,操作系统就会把这个文件加载到**内存中**,并创建一个对应的 进程。
对于函数指针来说,最大的用处就是可以直接调用函数。
如何保存函数地址呢?
**5-2.c**
```c
void test()
{
printf("hehe\n");
}
void (*pfun1)();
```
#### Ⅱ:函数指针数组
我们要将函数的地址存放到一个数组中去,这个数组就叫 函数指针数组。
> 定义方法:`int (*parr[10])();`
>
> parr 先与 [] 结合,说明 parr 是数组,数组的内容是 int (*)() 类型的函数指针。
##### 应用:转移表
**5-3.c** 计算器
```c
#include<stdio.h>
int add(int x, int y) {
return (x + y);
}
int sub(int x, int y) {
return (x - y);
}
int mul(int x, int y) {
return (x * y);
}
int div(int x, int y) {
return (x / y);
}
int main(void) {
int x, y;
int input = 1;
int (*p[5])(int, int) = { 0, add, sub, mul, div };
while (input) {
printf("**********************\n");
printf(" 1: ADD \n");
printf(" 2: SUB \n");
printf(" 3: MUL \n");
printf(" 4: DIV \n");
printf(" 0: EXIT \n");
printf("**********************\n");
printf("Enter a choice: ");
scanf("%d", &input);
if (input == 0)
break;
else if (input < 1 || input > 4) {
printf("wrong input!\n");
}
else {
printf("Enter two numbers: ");
scanf("%d %d", &x, &y);
printf("result = %d\n", (*p[input])(x, y));
}
}
return 0;
}
```
##### 应用:回调函数
帮助理解:
```c
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main(void)
{
// 定义一个函数指针
int (*p)(int, int) = add;
p(1, 2);
(*p)(1, 2);
// 定义一个函数指针类型
typedef int (*func)(int, int);
func p2 = add;
// 直接定义一个函数指针数组
int (*Array[3])(int, int);
// 利用函数指针类型定义一个函数指针数组
func Array2[3];
Array2[0] = add;
return 0;
}
```
### 6、指针和数组笔试题
环境:**32 位机器**
#### 第一组
```c
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));
```
答案:
```c
printf("%d\n",sizeof(a));// 16
printf("%d\n",sizeof(a+0));// 4 (a + 0 这个操作使得编译器将 a 看为指针)
printf("%d\n",sizeof(*a));// 4
printf("%d\n",sizeof(a+1));// 4
printf("%d\n",sizeof(a[1]));// 4
printf("%d\n",sizeof(&a));// 4
printf("%d\n",sizeof(*&a));// 16 (&a 是数组指针。再次用 * 解引用,是从这个地址开始取 int(*)[4] 类型对应的字节数)
printf("%d\n",sizeof(&a+1));// 4 (&a 得到的是 int(*)[4] 类型的指针,只要是指针大小就是 4)
printf("%d\n",sizeof(&a[0]));// 4
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));// 4
```
#### 第二组
```c
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));
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));
```
答案:
```c
printf("%d\n", sizeof(arr));// 6
printf("%d\n", sizeof(arr+0));// 4
printf("%d\n", sizeof(*arr));// 1
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));// 1
printf("%d\n", sizeof(&arr));// 4 (char (*)[6] 类型的指针)
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));// 4
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4
printf("%d\n", strlen(arr));// 未定义 (arr 字符数组没有 '\0',有可能会出现一个随机值,程序也有可能会崩溃。)
printf("%d\n", strlen(arr+0));// 未定义
printf("%d\n", strlen(*arr)); // 错误的参数类型 (strlen 要的是 char* 类型,但是 *arr 是 char类型。*arr 是字符 a也就是 97编译器有可能将 97 当成一个 16 进制的地址。所以,这样的代码一定是不对的)
printf("%d\n", strlen(arr[1]));//同上
printf("%d\n", strlen(&arr));// 未定义
printf("%d\n", strlen(&arr+1)); // 未定义
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1));// 未定义
```
#### 第三组
```c
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));
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));
```
答案:
```c
char arr[] = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(arr));//7
printf("%d\n", sizeof(arr+0));//7
printf("%d\n", sizeof(*arr));//1
printf("%d\n", sizeof(arr[1]));//1
printf("%d\n", sizeof(&arr));//4 (char (*)[7])
printf("%d\n", sizeof(&arr+1));//4 (char (*)[7])
printf("%d\n", sizeof(&arr[0]+1));//4 (char*)
printf("%d\n", strlen(arr));// 6
printf("%d\n", strlen(arr+0));// 6
printf("%d\n", strlen(*arr));// 错误的参数类型
printf("%d\n", strlen(arr[1]));// 同上
printf("%d\n", strlen(&arr));// 6 (&arr 的类型是 char (*)[7] 与 char* 类型不一致,但是 &arr 与 arr 是相同的,所以恰巧能得出正确结果,但是这是错误的写法。)
printf("%d\n", strlen(&arr+1)); // 未定义 (&arr + 1,跳过了整个数组,访问数组后面的空间,非法内存访问)
printf("%d\n", strlen(&arr[0]+1)); // 5 (&arr[0] -> char* ,加以跳过一个数组元素)
```
#### 第四组
```c
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));
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));
```
答案:
```c
char *p = "abcdef";
printf("%d\n", sizeof(p));// 4
printf("%d\n", sizeof(p+1));// 4
printf("%d\n", sizeof(*p));// 1
printf("%d\n", sizeof(p[0]));// 1
printf("%d\n", sizeof(&p));// 4 (char**)
printf("%d\n", sizeof(&p+1));// 4 (char**)
printf("%d\n", sizeof(&p[0]+1));// 4
printf("%d\n", strlen(p));// 6
printf("%d\n", strlen(p+1));// 5
printf("%d\n", strlen(*p));// 错误的参数类型
printf("%d\n", strlen(p[0]));// 错误的参数类型
printf("%d\n", strlen(&p));// 同上 (&p 的类型是 char**将char** 强转成的 char* 并不是一个字符串)
printf("%d\n", strlen(&p+1));// 未定义
printf("%d\n", strlen(&p[0]+1));// 5 (对于 &p[0] 来说p 先与 [] 结合)
```
> 指针为什么也可以用 `[]`运算符?
>
> 对于指针 int* p = "abc";
>
> `p[1]` 等价于 `*(p + 1)`
>
> 这是因为数组很多时候可以隐式转换成指针。
重点注意:`printf("%d\n", strlen(&p));`
`&p`的类型是 `char**`,但是C语言会将其隐式类型转换成 `char*`,但是 strlen 访问的是地址p的内存空间那这其实是未定义行为。
#### 第五组
```c
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]));
```
答案:
```c
int a[3][4] = {0};
//所谓二维数组本质是一维数组。里面的每个元素又是一个一维数组。
//本例是一个长度为 3 的一维数组,每个元素又是长度为 4 的一维数组。(VS 中可以用调试来测试)
printf("%d\n",sizeof(a));// 48
printf("%d\n",sizeof(a[0][0]));// 4
printf("%d\n",sizeof(a[0]));// 16 (a[0] 的类型是 int[4])
printf("%d\n",sizeof(a[0]+1));// 4 (a[0]->int[4]相当于一个一维数组a[0] + 1 隐式转换为指针 int*)
printf("%d\n",sizeof(*(a[0]+1)));// 4 (a[0] + 1 -> a[0][1])
printf("%d\n",sizeof(a+1));// 4
printf("%d\n",sizeof(*(a+1)));// 4
printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1));// 4 (a[0] -> int[4],&a[0] -> int (*)[4],再加1还是数组指针)
printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));// 16 (int (*)[4] 解引用变为 int[4])
printf("%d\n",sizeof(*a));// 16 (*a -> *(a + 0) -> a[0])
printf("%d\n",sizeof(a[3]));// 16
```
重点注意:
`printf("%d\n",sizeof(a[0]+1))`
`printf("%d\n",sizeof(&a[0]+1))`
a[0] 与 &a[0] 的差异比较:
```c
int a[3][4] = {
{1, 2, 3, 4},
{5, 6, 7, 8},
{5, 10, 11, 12},
};
printf("%d\n", *(a[0] + 1));// 2
printf("%d\n", **(&a[0] + 1));//5
```
`printf("%d\n",sizeof(*(&a[0]+1)));`
我们来一步一步分析:
a[0] -> int[4] ; &a[0] -> int (\*)[4] ; &a[0] + 1 -> int (\*)[4] ; *(&a[0] + 1) -> int[4]
`printf("%d\n",sizeof(a[3]))`
`sizeof`是一个运算符,并不是函数。它在预编译时期替换。而我们说的“数组下标访问越界”前提条件是 **内存**访问越界这个时期是程序运行时。a[3] 就是 int[4] 类型,所以就是 16。哪怕你写 a[100]都可以。
`printf("%d\n", 16)`是程序运行时执行的语句。
#### 关于 const
```c
int num;
const int* p = &num;
int const* p = &num;// 这样的写法不科学int* 应该当成一个整体,不过它的含义与上面的相同。
int* const p = &num;
```
对于第一种写法,*p 是不能改变的;对于第三种写法,地址 p 是不能被改变的。
### 7、指针笔试题
####
```c
int main(void)
{
int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int *ptr = (int *)(&a + 1);
printf( "%d,%d", *(a + 1), *(ptr - 1));
return 0;
}
```
`a + 1`a 隐式转换成 指针,指向 首地址后移 4 个字节。a 隐式转换后是 int* 类型,它指向的 int 大小是 4 个字节,所以后移 4 个字节)
`&a` 的类型是 `int(*)[5]` ,所以 `&a + 1` 后移 int[5] 的长度
所以最后输出的是25
#### Ⅱ
```c
//由于还没学习结构体这里告知结构体的大小是20个字节
struct Test
{
int Num;
char *pcName;
short sDate;
char cha[2];
short sBa[4];
}*p;
//假设p 的值为0x100000。 如下表表达式的值分别为多少?
int main(void)
{
printf("%p\n", p + 0x1);
printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1);
printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1);
return 0;
}
```
`p + 0x1` p 加十六进制的 1p 所指向的结构体大小是 20所以 p 会增加 20 。但是注意 `%p` 输出的是 16 进制的地址,所以输出的是 0x100014
`(unsigned long)p + 0x1` p 被强转成了一个数,所以输出的就是 0x100001
`(unsigned int*)p + 0x1` p 被强转成了一个 int* 类型的指针,所以输出的是 0x100004
#### Ⅲ
```c
int main(void)
{
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;
}
```
`ptr1[-1]`: 前面我们说过,这个操作相当于 `*(ptr1 - 1)`
`(int)a + 1` 是将 a 先强转为 int 然后再加 1所以 a 仅仅增加了 1 个字节
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-57.png)
#### Ⅳ
```c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int a[3][2] = { (0, 1), (2, 3), (4, 5) };
int *p;
p = a[0];
printf( "%d", p[0]);
return 0;
}
```
p[0] -> a[0] [0] ,所以输出的是 0 吗?
并不是,注意看 a[3] [2]大括号内的内容,里面是圆括号而不是大括号,这是**逗号表达式**。
所以a[0] [0] == 1
####
```c
int main(void){
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;
}
```
指针(同类型)相减的意义是**两个指针之间间隔的元素个数**
`&p[4][2]` -> 数组中的第 19 个元素4 * 4 + 3
`&a[4][2]` -> 数组中的第 23 个元素 (4 * 5 + 3)
答案FFFFFFFC,-4
#### Ⅵ
```c
int main(void)
{
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;
}
```
`&aa` 的类型是 `int(*)[2][5]`,所以 `&aa + 1` 指向的是整个数组后面的内存 。所以 `*(ptr1 - 1)` 的值是 10
`aa` aa + 1 让 aa 隐式转换为 `int(*)[5]` ,所以 `aa + 1` 指向的是元素 6 所在的地址。所以 `*(ptr2 - 1)` 的值是 5
#### Ⅶ
```c
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char *a[] = {"work","at","alibaba"};
char**pa = a;
pa++;
printf("%s\n", *pa);
return 0;
}
```
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-58.png)
#### Ⅷ
```c
int main(void)
{
char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"};
char** cp[] = {c+3,c+2,c+1,c};
char***cpp = cp;
printf("%s\n", **++cpp);// ++cpp 会改变 cpp 的值
printf("%s\n", *--*++cpp+3);//
printf("%s\n", *cpp[-2]+3);//-2 并没有改变 cpp
printf("%s\n", cpp[-1][-1]+1);
return 0;
}
```
![](https://hairrrrr.github.io/assets/2020-11-30-59.png)
单目运算符从右向左依次运算。
```c
char* p = "ENTER";
printf("%s", p + 3);// 输出 ERp + 3 增加 3 个字节,因为 p 指向的类型是 char 大小是 1 个字节。
```
cpp[-1] [-1] 可以理解为:(cpp[-1])[-1],即:从左向右依次计算。