理解C指针、数组和负索引

Question

我正努力学习C语言中的指针，并为此目的进行了一次测验。以下是一个问题：

#include <stdio.h>

char *c[] = {"GeksQuiz", "MCQ", "TEST", "QUIZ"};
char **cp[] = {c+3, c+2, c+1, c};
char ***cpp = cp;

int main()
{
    printf("%s ", **++cpp);
    printf("%s ", *--*++cpp+3);
    printf("%s ", *cpp[-2]+3);
    printf("%s ", cpp[-1][-1]+1);
    return 0;
}

这条线的结果：

 printf("%s ", *cpp[-2]+3);

让我困惑，但让我一步一步地解释，我是如何理解的。

• char *c[] -是指向char的指针数组。
• char **cp[] -是指向char指针的指针数组(我认为这是*c[]的反向包装)。
• char ***cpp --是指向指向char的指针的指针(我认为这是**cp[]执行位置修改的包装器)。

**++cpp --由于cpp指向cp，那么++cpp将指向cp+1 (即c+2 )，因此双重取消引用将打印TEST。

*--*++cpp+3 --从现在起，cpp指向cp+1，++cpp将指向cp+2，即c+1，下一个操作--将给我们指向c的指针，因此最后一个取消引用将打印sQuiz。

困惑来了：

cpp[-2] --从现在起，cpp指向cp+2，我可以用

printf("%p\n", cpp); // 0x601090   
printf("%p\n", cp+2); // 0x601090

在这里，我在c中打印指针的地址

printf("c - %p\n", c); // c - 0x601060
printf("c+1 - %p\n", c+1); // c+1 - 0x601068
printf("c+2 - %p\n", c+2); // c+2 - 0x601070
printf("c+3 - %p\n", c+3); // c+3 - 0x601078

因此，当我取消像这个*(cpp[0])或**cpp这样的引用时，我期望得到c+1的值MCQ

printf("%p\n", &*(cpp[0])); // 0x601068

但是，当我说*(cpp[-2])时，我得到了QUIZ，但我更希望得到一些垃圾值。

所以我的问题是：

1. *--*++cpp+3的魔力是如何工作的，我指的是--部分修改的内容，它允许我获得MCQ而不是TEST，当我像这个**cpp那样取消引用时，我假设这个指针*++cpp+3在应用--之后保持状态，但还无法想象它是如何工作的。
2. 为什么下面的工作方式是这样的( cpp[-2]部分)： (“%p\n”，&*cpp 1)；// 0x601060 -> c printf("%p\n"，&*(cpp))；// 0x601068 -> c+1 printf("%p\n"，&*(cpp-1))；// 0x601070 -> c+2 printf("%p"，&*(cpp-2))；// 0x601078 -> c+3

它似乎有相反的顺序，我可以接受&*(cpp[0])指向c+1，但我希望&*cpp[1]指向c+2，&*(cpp[-1])指向c。我在这个问题中发现了：C中是否允许负数组索引？

1. 很明显，我混淆了很多东西，可能会称它为指针，而实际上它并不是指针，我想掌握指针的概念，所以如果有人告诉我我错了，我会很高兴的。

Answer 1

让我首先澄清负数指数的混淆，因为我们稍后将用它回答其他问题：

当我说*(cpp[-2])时，我得到了QUIZ，但我更希望得到一些垃圾值。

负值很好。请注意以下事项

根据定义，下标运算符E1[E2]与*((E1)+(E2))完全相同。

既然知道了这一点，从cpp == cp+2开始，那么：

cpp[-2] == *(cpp-2) == *(cp+2-2) == *cp == c+3

因此：

*cpp[-2]+3 == *(c+3)+3 == c[3]+3

这意味着"QUIZ"的地址加上一个char指针的3个位置，所以您要将"QUIZ"中的字符Z的地址传递给printf，这意味着它将从那里开始打印字符串。

实际上，如果您想知道，-2[cpp]也是等价的和有效的。

现在，问题是：

1. *--*++cpp+3的魔力是如何运作的，我的意思是--我的意思是，被修改的部分允许我得到MCQ而不是TEST，当我像这个**cpp那样取消引用时，我假设这个指针*++cpp+3在应用-之后保持状态，但是还无法想象它是如何工作的。

让我们将其分解(回想一下这里的cpp == cp+1，正如您正确指出的那样)：

    ++cpp   // cpp+1 == cp+2 (and saving this new value in cpp)
   *++cpp   // *(cp+2) == cp[2]
 --*++cpp   // cp[2]-1 == c (and saving this new value in cp[2])
*--*++cpp   // *c
*--*++cpp+3 // *c+3

正如您正确指出的那样，这指向了sQuiz。但是，cpp和cp[2]被修改了，所以您现在有：

cp[] == {c+3, c+2, c, c}
cpp  == cp+2

在问题的其余部分中没有使用cp[2]更改这一事实，但需要注意的是--特别是因为您打印了指针的值。请参见：

1. 为什么下面的工作方式是这样的( cpp[-2]部分)： (“%p\n”，&*cpp 1)；// 0x601060 -> c printf("%p\n"，&*(cpp))；// 0x601068 -> c+1 printf("%p\n"，&*(cpp-1))；// 0x601070 -> c+2 printf("%p"，&*(cpp-2))；// 0x601078 -> c+3

首先，让我们将&*x简化为x。然后，执行类似的操作，如果cpp == cp+2 (如上面所示)，您可以看到：

cpp[ 1] == cp[3] == c
cpp[ 0] == cp[2] == c   // Note this is different to what you had
cpp[-1] == cp[1] == c+2
cpp[-2] == cp[0] == c+3

1. 很明显，我混淆了很多东西，可能会称它为指针，而实际上它并不是指针，我想掌握指针的概念，所以如果有人告诉我我错了，我会很高兴的。

你真的做得很好！:-)

基本上，指针是表示内存地址的整数。但是，当您对它执行算术时，它会考虑到它所指向的类型的大小。这就是为什么，如果c == 0x601060和sizeof(char*) == 8，那么：

c+1 == 0x601060 + 1*sizeof(char*) == 0x601068 // Instead of 0x601061
c+2 == 0x601060 + 2*sizeof(char*) == 0x601070 // Instead of 0x601062