如何理解指针数组输出的各种地址

Question

    int n=3;
    char *str[n];//注意指针未初始化（野指针），可能出现问题 
    for(int i=0; i<n;i++)
    {
            str[i]=(char*)malloc(sizeof(char));
            char ch=scanf("%s",str[i]);         
    }
    //显示输出 
    for(int i=0;i<n;i++){
        printf("str[%d]=%s\tstr[%d]=%p\t&str[%d]=%p\t*str[%d]=%p\n",i,str[i],i,str[i],i,&str[i],i,*str[i]);
    }
}

如何理解输出的各种地址

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

首先，让我们分析并详细解释代码中指针数组输出的各种地址：

int n=3;
char *str[n]; // 定义一个包含3个指向字符的指针数组

// 分配内存给每个指针，并尝试读取字符串
for(int i=0; i<n;i++)
{
    str[i]=(char*)malloc(sizeof(char)); // 分配一个字节的内存，通常不足以存储整个字符串
    char ch=scanf("%s",str[i]);  // 这里试图读取一个字符串到分配的内存空间，但分配的空间太小，可能导致内存溢出
}

// 输出各种地址信息
for(int i=0;i<n;i++){
    printf("str[%d]=%s\tstr[%d]=%p\t&str[%d]=%p\t*str[%d]=%p\n",i,str[i],i,str[i],i,&str[i],i,*str[i]);
}

对于输出的部分，有以下几点需要理解：

1. str[i]：

   • 这是在输出字符串内容。由于你只分配了一个字节给每个 str[i] 指向的内存区域，且没有为字符串末尾添加空字符 \0，所以这里的 %s 输出可能会导致未定义行为或者输出不完整的字符串。

2. str[i]=%p：

   • %p 是格式化字符串，用于输出指针变量的值，也就是每个 str[i] 指针所指向的内存地址。

3. &str[i]：

   • 这是在输出 str[i] 指针本身的地址。& 是取址运算符，它返回的是存放指针变量的地址，而不是指针所指向的地址。

4. *str[i]=%p：

   • 此处是错误的表达方式，因为 %p 需要一个指针作为参数，而 *str[i] 实际上是解引用操作，访问 str[i] 所指向的内存中的第一个字符。此处应该用 %c 来输出字符，而非 %p。但由于之前仅分配了一个字节，且未初始化，此部分输出同样具有未定义行为。

修正后的代码应增加字符串所需的实际内存大小，并确保正确使用 %c 输出字符和避免未初始化的内存读取。同时，为了安全起见，应在使用完内存后释放它。

修正后的示例（假设我们分配足以容纳一个小字符串的内存）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int n = 3;
    char *str[n];

    for(int i = 0; i < n; i++) {
        str[i] = (char*)malloc(10 * sizeof(char)); // 分配足够存储短字符串的空间
        if (!str[i]) {
            perror("Failed to allocate memory");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        scanf("%9s", str[i]); // 使用更安全的方式限制输入长度
    }

    // 输出正确的地址和字符串
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        printf("str[%d]=%s\tstr[%d]=%p\t&str[%d]=%p\t*(str[%d])=%c\n", 
               i, str[i], i, str[i], i, &str[i], i, *str[i]);
    }

    // 释放内存
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        free(str[i]);
    }

    return 0;
}

现在，根据修正后的代码，输出将展示：

• str[i]：存储在 str[i] 指向内存位置的字符串内容。
• str[i]=%p：str[i] 指针指向的内存地址。
• &str[i]=%p：str[i] 指针本身的地址。
• *(str[i])=%c：str[i] 指向的第一个字符。