这周开始做C语言笔试卷，什么嘛！考的都是概念，各种细节，虽然貌似书上都能找到，但我还真不清楚…顿时又有一种我C语言学的好渣的感觉　T_T

好了，说下在【上机实验蓝皮书背后，综合测试题二】中难到的２道题，这两道题使得你对【指针数组】和【数组指针】的区别更加清晰。

【例题１】

有以下程序：

#include 
 
int main()
{
    char *s[] = {"one", "two", "three"}, *p;
    p = s[1];
    printf("%c, %s\n",*(p+1), s[0]);
    return 0;
}

执行后的结果是_______。

A. n, two B. w, one C. t, one 　D. o, two

第一次我选了 C，因为我以为 (p+1) 是指向 “three“ 的。这是对指针 p 类型的理解错误。

正确答案是 B，因为：

 #include 
 
 int main()
 {
     char *s[] = {"one", "two", "three"}; // s是一个指针数组,元素是3
                                          // 个指向字符串常量的指针
     char *p = s[1];  // p是一个指向字符串的指针变量
     printf("%c, %s\n",*(p+1), s[0]);
     // (p+1)是p的地址加一个字符内存的大小，从指向t变成指向w
     return 0;
}

所以，平时我们说的指向字符串的指针，其实都是指向一个字符，所以对它进行位移运算时，加减都是１。
另外，如果你把第８行

   printf("%c, %s\n",*(p+1), s[0]);

改成

   printf("%c, %s\n",*p, s[0]);

输出就会是：wo，one

因为平时我们输出字符串的时候，实际上都是把字符串的首地址传给 printf( ) 函数，它通过末尾的 ‘\n’，来判断是否结束。

【例题２】

#include 

int main()
{
    int a[3][4] = {{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}};
    int (*p)[4] = a;
    printf("%d\n", *(*(p+1)+3));
    return 0;
}

以上代码执行的结果是_______。

答案是 8

这道题初看我完全不理解…怎么*了还能*，(*p)[4]又是什么鬼…我做这份卷子前把【指针数组】和【数组指针】搞乱了＝

是这样的：

1.(*p)[4]：声明p是一个指向(4个int元素的数组)的指针，因此 p+1 从指向 a[0]，变成指向 a[1]

2.*(*(p+1)+3)：为什么会有两个星？

*(p+1) => a[1][0]（也就是５）,第一星从a[1]变成a[1][0]，这个过程虽然地址没有变，但指针的类型变了！原来指针+1是加４个 int，现在指针+1只加一个 int 了！！

*(p+1)+3 => a[1][3]（也就是８)，再取一个*就是从地址里读出８

还可以修改一下原来的代码弄清楚：

 #include 
 
 int main()
 {
     int a[3][4] = {{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}};
     int (*p)[4] = a;   
     printf("p: %p\n",p);
     printf("p+1: %p\n",p+1);
     printf("*(p+1): %p\n",*(p+1));
     printf("*(p+1)+3: %p\n",*(p+1)+3);
     printf("%d\n",*(*(p+1)+3));
     return 0;
}

输出的结果是：

p: 0x7fff9f4ba180
p+1: 0x7fff9f4ba190
*(p+1): 0x7fff9f4ba190
*(p+1)+3: 0x7fff9f4ba19c
8
好啦～

这篇笔记最早发在博客园里，直接粘贴过来再排版的，所以格式不太美观，可以看→原文

上周我一直在通过看书、实践来试图弄懂指针。

一直到学习指针之前，我几乎都是不看书的。也没有看老师上课的PPT，因为感觉老师的PPT经常有错误，上课用还凑合，但自己课下看实在是很不舒服。我手头上有两本教材，一本是科大自己的《计算机程序设计（C语言版）》（机械工业出版社的），另一本是C语言经典教材《C程序设计语言（第二版）》是 The C Programming Language 翻译过来的。

按说第二本显然更好。因为LUG里面众人的吐槽和推荐，我不是很相信学校的教材，你看全书代码风格都不统一。而第二本虽说好，之前在阮一峰的博文 C语言学习教材 上面看到，并不适合新手。= =

上周C指针的学习，一开始是看经典教材的，结果看到字符指针就看不懂了，主要是作者为了引入字符指针举了个非常麻烦的例子。几乎看不懂！！

我发现C语言教材有这样的问题，它假设你之前的部分都看过了，所以不时的引入之前的内容而且不附加说明。造成的结果，你即使按照教材上面的代码输了一遍也往往跑不起来。

反正，最后放弃 The C Programming Language 我也认为它太难，太生涩，对新手不友好！相反，上周最后发现，学校的这本教材对指针的解释还可以接受=。就决定看这个了，感觉C指针还是需要资料的指导的。

所以，不仅人和人之间的信任是很重要的，对书本的信任也是很重要的…

字符指针，也就是指向字符数组（字符串常量）的指针，比起指向数组的指针有略微不同。似乎是因为字符串常量特有的性质。还是通过代码来说明好了。

字符数组

以上操作，并没有体现出字符数组和之前我们学过的数组有什么不同。我只是想看看字符数组的地址啦～（看地址强迫症）

指向字符数组的指针

先回顾一下指向数组的指针

所以，从输出来看，指向数组的指针变量和指向字符数组的指针变量没什么区别嘛！输出的地址都差不多长= = 其他的一些操作也应该一样。

字符指针的特殊之处

以上操作实在没搞懂字符指针和普通的指向数组的指针有什么区别…

但字符指针可以这么操作：

如果字符指针有特殊之处，就在于它特殊的赋值方式…… 也就是第9-11行，右边写的是字符串常量却代表的是字符数组的指针。

另外还有的就是，由于这样：这些字符指针变量是指向字符串常量的指针，由于常量和变量的储存位置不同，地址要短很多。而还有的就是，两个指向”hello world!”的地址是一样的。

这些应该都是C语言实现的问题。

printf() 函数和字符指针

课本上说，下图第5行的语句中，printf 接受的是一个指向字符数组第一个字符的指针。也就是字符串常量可通过一个指向其第一个元素的指针访问。

好，我们看下以上的代码，pchar 是指向字符串常量第一个元素的指针，它的地址是 0x400671，然后我们可以通过 %s，pchar 来输出这之后的字符，直到遇到 ‘\0’。

所以，以上第9行和第10行应该是等价的，而第5行应该是它们的缩写。感觉上9、10行的写法更规范一些。

数组：

学习数组的时候老师强调，数组是在内存空间上连续分布的一群相同数据类型的元素的集合。图中，数组并没有初始化，但运行时仍然分配了内存

的确是这样，并且数组名 a （它的值是地址）和数组第0个元素 a[0] 地址是一样的。

 

指向数组的指针：

以上代码和运行结果就说明了，申明一个指针 pa 指向数组 a 后：

1. pa + i 和 &a[i] 是等价的
2. *(pa + i) 和 a[i] 是等价的

事实上，即使你让数组越界也不会有什么事情发现，地址输出仍然是正确的，只是值是不可预知的。如下代码所示：

指向数组的指针没什么特别的。如下，我们可以用指针变量 pa 作为条件判断依据：

 

数组名不是指针变量

数组名是数组首个元素的地址，但不是指针变量。它和指针变量是有区别的！如下：

1.pa 是个变量，可以 pa++ 而 a++ 是非法的。

2.sizeof(数组名)得到的是数组的大小，而sizeof(指针)得到的就是指针的大小啦！

总的来说，数组名更像是指针，而不是指针变量

 

混淆：指针和指针变量

老师说过，指针是指针变量的值。似乎还说过指针和地址是等价的。我们说指针变量是有类型的（那么指针也有类型？），虽然我不是很清楚指针和地址的更多区别，但为了避免混淆，我们还是尽量明确“指针变量”，感觉平时说的“指针”，很多时候是指“指针变量”…这里只是提一下。

 

PS：接下来这部分内容主要参考<The C Programming Language>（C程序设计语言-第2版）来写

这篇文章对应于 第83页 5.3 指针与数组

第5.4 地址算术运算，这部分我没看懂….先跳过了

指针的定义

指针的输出（查看地址）

如何printf一个指针呢？指针的格式控制字符是　%p

嗯，从输出结果知道：我的64位（bit）机器上地址大小是８字节（byte）（8 byte = 64 bit）

Ｏ（∩＿∩）Ｏ哈！新技能get√！！以后一定要多多输出指针，当搞不清楚指针到底指向哪里的时候，不妨输出地址看看嘛！

读地址

我们看上图中 x 的地址是 0x 开头的一串字符，也就是十六进制数。地址在计算机中是独一无二的，没有重复的地址，地址的大小在 [0, 2^64 – 1]范围内

２进制64位数字用16进制表示应该有16位，因为每相邻４位数可以等价于１位16进制位。而x的地址之所以不足16位是因为：它把前面的０省略了。我们还可以看到，地址０是(nil)，地址１是0x1。

运算符的优先级：* 和 i++ 是一样的

首先，常用运算符的优先级是这样的：

我们知道　i++　和　++i　是不一样的：

i++

which means that the current value is used in the expression, and then it is incremented

++i

the current value is incremented first, and then it is used in the expression.

举例：

现在我们看下　*　的优先级：

以上的代码就能说明 *y++ 的执行顺序是从右到左的

这部分代码说明的问题还是很好玩的，我们来解读一下：

1. 你可以发现两次输出的地址（y的值）差４， 因为int大小位４个字节，也就是　y++　表示　y = y + 4，加的其实是地址的值
   y = 0x7ffff3405b2c
   y = 0x7ffff3405b30
   0x7ffff3405b2c + 4 = 0x7ffff3405b30
2. 由于 x 被初始化为１，故 *y = 1；但是 y++之后，y指向x地址的后一个地址，它并没有初始化，故 *y 将不知道得到什么（也就是出现无可预知的值）
3. （*z）等价于 x，然后我们发现第一次 y 的值和 z 的值是相等的，
   z = 0x7ffff3405b2c
   也就是 x = x + 1，只是把 x 的值加１，并没有改变 x 的地址。相当于往 x 的内存地址上，把原来的值擦掉，写上新的值
4. *运算，i++，++i 优先级是一样的

 

好啦，最后还有一个新的发现：可执行文件每执行一次，内存地址就重新分配一次！

另外刚刚尝试了这个

一、你知道编译的时候发生了什么吗？

你知道C语言编译时发生了什么吗？

是不是像我一样嫌弃老师上课讲的冗长又抽象，搞什么嘛！

说那么多还不如把细节展示给我看！

这周的Shorts视频中有一集叫做Compilers，７分钟不仅详细讲了编译时的四个步骤，还打开查看了 -E -S -c之后的文件。看完感到极大的满足，于是动手试了一遍，下面把视频转换成图文，跟我一起学C语言啦！

首先，写一个大家非常熟悉的”hello world!”代码

哦，我用的编辑器是emacs，操作系统是ubuntu（linux），然后直接在终端（Terminal）下用gcc编译，然后　./a.out　执行。运行正常

这就完成了一次编译到运行的操作。平时我做作业也都是这样，并没有理会从C语言到机器语言的编译过程具体是什么样。

二、编译的四个步骤

gcc的编译流程分为四个步骤，分别为：

・ 预处理（Pre-Processing）
・ 编译（Compiling）
・ 汇编（Assembling）
・ 链接（Linking）

（１）编译预处理（Pre-Processing）

先输入这一行命令：gcc -E 目标文件.c

回车后就被刷屏了….

把这些代码导入到一个hello2.c的文件中

打开后

这是什么鬼！长这么奇怪= =

哈，居然有800多行，拉到最后终于看到熟悉的 “hello world!”代码片段惹！

这就是编译预处理啦～　搜了一下什么是编译预处理

【摘】预编译的主要作用如下：

●将源文件中以”include”格式包含的文件复制到编译的源文件中。
●用实际值替换用“#define”定义的字符串。
●根据“#if”后面的条件决定需要编译的代码。

是嘛～刚刚刷屏那个就是把源代码中　#include <stdio.h>　这一行替换成了834行代码..

再拿宏定义试试，注意第３行

相同操作之后，对比预处理之后的.c文件

喏，836行之前没有区别！只有原来　#define name “Jenny”　那一行消失了，取而代之的是源代码中　printf(“Hello %s\n”,name);　中的name 被换成了　”Jenny”

这就是传说中的，define只做“文本替换”啦

（２）编译（Compiling）

下面用　gcc -S 目标文件.c　来编译，用C语言代码　生成　汇编语言

打开编译后的 hello.s　文件

又是什么鬼，完全看不懂….

（３）汇编（Assembling）

用 gcc -c 目标文件.s　把

打开 hello.o二进制文件

这就是传说中的机器码了，你看到中间的 “hello world!”　了吗？

*Bonus 直接修改二进制文件

让我们改改机器码试试！→_→

改成　no zuo no die ….

运行试试

玩坏了　..>_<..　一定是字节不一样！！

改成hello jenny

这样就行啦！

*Bonus　用十六进制看机器码！

哈哈哈，有点像传说中的１０１０１０１０串了吧！我不知道怎么通过二进制查看机器码….

再改成nozuonodie!！

这次成功了

（４） 链接（Linking）

刚刚一直到这个步骤，其实代码都不能执行。可执行文件 a.out　是我之前一步gcc hello.c生成的。

最后一步链接，需要在二进制文件　hello.o　的基础上，生成可执行文件　.out

命令为　gcc hello.o

列出当前文件夹下面的文件，可以发现只有 hello.out　是绿色的，并且最左边一堆rwx里面只有hello.out带有x，那些rwx表示的是”read”,”write”,”execute”的权限啦！