C语言，你真的弄懂了么？

程序（来源）：

#include <stdio.h>int main(void) {int x[4];printf("%p\n", (void*) (x));printf("%p\n", (void*) (x + 1));printf("%p\n", (void*) (&x));printf("%p\n", (void*) (&x + 1));
}

假设x的地址为n，那么输出为：

n
n+4
n
n+16

window下使用gcc编译输出结果：

0x22cd44
0x22cd48
0x22cd44
0x22cd54

前三个还比较好理解，最后一行中&x实际表示是一个类型为int (*)[4]类型的指针，所以&x+1后地址增加16。

有一个和上面类似的程序（源自《C语言深度剖析》，可以在网上搜索下载到）：

#include <stdio.h>int main(void)
{int a[] = {1,2,3,4,5};int *p = (int *)(&a+1);printf("%d %d\n",*(a+1),*(p-1));return 0;
}

此程序输出结果为2,5

类似的还有个程序：

#include <stdio.h>int main(void)
{int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};int (*p1)[3] = &a;int (*p2)[4] = a;printf("%d %d\n",*(*(p1+1)+1),*(*(p2+2)+1));return 0;
}

该程序编译时会提示警告（p1和p2初始化采用不兼容的指针类型）。

这里，p1和p2都是数组指针。p1指向有三个元素的整型数组，p2指向有四个元素的整形数组。

数组指针p1类似于一个二维数组b[][3]，而根据二维数组b[i][j]可以表示成*(*(b+i)+j)的形式。所以*(*(p1+1)+1)相当于二维数组b[][3]中的b[1][1],因而对应于a[4],所以输出结果为5，类似的可以得出另一个指针的输出结果。

所以整个输出结果为5,10

同样，还有个程序：

#include <stdio.h>
int main(void)
{int a[4] = {1,2,3,4};int *ptr1 = (int*)(&a+1);int *ptr2 = (int *)((int)a+1);printf("%x,%x\n",ptr1[-1],*ptr2);return 0;
}

ptr1[-1]的值（跟上面的例子的情况类似）为4

而*ptr2的值则根据处理器的不同而可能有不同的结果（参见大端模式和小端模式 endianness ）

如果为小端模式（例如intel x86兼容处理器,8051,avr等），那么*ptr2（注意使用题目中使用了%x输出格式）输出结果为2000000

如果为大端模式（例如motorola 68k,powerpc,IBM sys/360等），那么*ptr2输出结果为100

判断处理器使用什么模式，可以使用下面函数进行检测（相关链接）：

/*little endian when return 1,else  big endian*/
int CheckEndian()
{union{int i;char c;}e;e.i = 1;return (e.c == 1);
}

如果使用大端模式，那么数组a在内存中表示(十六进制）为 00 00 00 01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04

ptr2指向第二个00，所以为00 00 01 00(即0x100）

如果是小端模式，那么数组a在内存中表示为01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00，ptr2指向第一个00,所以其指向内容为00 00 00 02，由于使用了小端模式，所以需要颠倒过来表示即02000000（也即0x2000000).

接着是一些二维数组和二级指针的一些例子（同样源自《c语言深度剖析》）：

#include <stdio.h>int main(void)
{int a[3][2]={(1,2),(3,4),(5,6)};int *p;p = a[0];printf("%d\n",p[0]);return 0;
}

编译后运行，结果为2，因为圆括号内的使用了逗号表达式，二维数组a的初始化相当于int a[3][2]={2,4,6};

#include <stdio.h>
int main(void)
{int a[5][5];int (*p)[4];p = a;printf("a_ptr=%#p,p_ptr=%#p\n",&a[4][2],&p[4,2]);printf("%p,%d\n",&p[4][2]-&a[4][2],&p[4][2]-&a[4][2]);return 0;
}

编译后运行，结果为

a_ptr=0X0022FF70,p_ptr=0X0022FF38
FFFFFFFC,-4

这是因为二维数组实际上仍然用一维数组来表示。而int (*p)[4]相当于把a的一维数组表示又转化成二维数组[][4],这样&p[4][2]相当于p+4*4+2,&a[4][2]相当于p+4*5+2,所以二者相减结果为-4.

接着是几个内存分配的程序（源自《高质量程序设计指南--c++/c语言》）

（1）

#include <stdio.h>void getmemory(char *p)
{p = (char*)malloc(100*sizeof(*p));}
int main(void)
{char *str = NULL;getmemory(str);strcpy(str,"hello,world");printf("%s\n",str);return 0;
}

编译运行后程序会发生崩溃，因为getmemory只是将NULL值传给参数p，然后又给p分配了100个字节空间，对str没有任何改变。由于str仍未NULL,所以对空串进行串拷贝会发生崩溃。

（2）

#include <stdio.h>char *getmemory(void)
{char p[] = "hello,world";return p;
}
int main(void)
{char *str = NULL;str = getmemory();printf("%s\n",str);return 0;
}

编译运行该程序，其输出结果为乱码。

这是因为C语言中栈帧布局可知，getmemory被调用后，会在栈上分配数组p来存放"hello,world"字符串并返回该串地址，但是在getmemory返回后，在栈上分配的数组部分已经变成无效状态，此时调用printf函数，就会覆盖掉原来数组p中的内容。但是输出串地址仍是以前的地址，所以可能输出乱码。

（3）

#include <stdio.h>void getmemory(char **p, int num)
{*p = (char*)malloc(num);
}
int main(void)
{char *str = NULL;getmemory(&str,100);strcpy(str,"hello,world");printf("%s\n",str);return 0;
}

编译运行该代码会输出”hello,world"，但是该程序没有将分配空间释放，所以可能会产生内存泄漏

（4）

#include <stdio.h>void test(void)
{char *str = (char*)malloc(100);strcpy(str,"hello");free(str);if(str != NULL){strcpy(str,"world");printf("%s\n",str);}
}
int main(void)
{test();return 0;
}

编译运行该程序后，可能产生非常危险的后果。因为前面给str分配空间并释放，但是并没有将str设置为NULL,因而str成为“野指针”，下面还要继续对str原来位置复制一个串"world"并输出，这就成了篡改堆中内容，可能带来非常严重的后果。

接下来是一个要求不用循环和条件语句输出1到1000的所有整数（来源）。

（方法1）：该方法会产生一个错误（除0故障），但能输出正确结果

#include <stdio.h>
#define MAX 1000
int boom;
int foo(n) {boom = 1 / (MAX-n+1);printf("%d\n", n);foo(n+1);
}
int main() {foo(1);
}

（方法二）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>void f(int j)
{static void (*const ft[2])(int) = { f, exit };printf("%d\n", j);ft[j/1000](j + 1);
}int main(int argc, char *argv[])
{f(1);
}

这段代码可以简化为：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>void main(int j) {printf("%d\n", j);(&main + (&exit - &main)*(j/1000))(j+1);
}

运行此程序时，由于不带任何参数，所以j的初始值为1（相当于argc参数，只是这里变量名换一下而已，不影响程序的执行），然后输出1，下一句中j/1000值为0（j为1-999之间任意整数时其值均为0），所以相当于执行（&main)(2)，这是一个函数指针调用，然后输出2，继续执行下去直至j为999时，会调用（&main）（1000），此时输出1000，j/1000值变为1，所以下一步调用（&main+(&exit-&main))(1001)，即exit(1001),此时使用exit跳出函数的执行。

不使用中间变量交换两个整型变量的值，代码如下：

int x,y;
x=x^y;
y=x^y;
x=x^y;

Duff's device :

send(to, from, count)register short *to, *from;register count;{register n=(count+7)/8;switch(count%8){case 0:    do{ *to = *from++;case 7:        *to = *from++;case 6:        *to = *from++;case 5:        *to = *from++;case 4:        *to = *from++;case 3:        *to = *from++;case 2:        *to = *from++;case 1:        *to = *from++;}while(--n>0);}}

这个代码格式是老的代码格式。具体讲解见上面的链接。

检查一个字符串（名称为s1）是否是另外一个字符串（名称为s2）的旋转版本（来源）。例如"stackoverflow"的旋转版本字符串有： "tackoverflows"，“overflowstack"等。

算法实现方法如下：

（1）确定两个串长度相等

（2）将s1和s1连接起来，检查s2是否是连接后的串的字串

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int IsRotation(char s1[], char s2[])
{int len1 = strlen(s1),len2=strlen(s2);char *str = malloc((len1+len1+1)*sizeof(char));if(len1 != len2)return 0;if(str == NULL){fprintf(stderr,"error while allocating space\n");return -1;}if(strcpy(str,s1) == NULL || strcat(str,s1) == NULL){fprintf(stderr,"error while copying or concatenate string s1 to str\n");return -1;}if(strstr(str,s2) != NULL)return 1;return 0;
}

这段代码是我自己写的，可能有不完善的地方。当执行中出错时返回-1，如果是旋转串则返回1，否则返回0.

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