2025年C語言筆試題(指針、數(shù)組、整數(shù)在內(nèi)存中的存儲、結(jié)構(gòu)體)及答案一、指針與數(shù)組1.已知定義：inta[]={1,3,5,7,9};intp=a+1;請計算表達式(p+3)+(a+2)的值，并說明p+3的地址計算方式。答案：(p+3)即a[4]（值為9），(a+2)即a[2]（值為5），總和為14。p初始指向a[1]（地址為a+1），p+3的地址計算為p的地址+3sizeof(int)，即a+1+34=a+13（假設(shè)int占4字節(jié)），對應(yīng)a[4]。2.分析以下代碼的輸出結(jié)果：```cintmain(){charstr1[]="hello";charstr2[]="hello";charstr3="hello";charstr4="hello";printf("%d%d%d%d",&str1==&str2,str1==str2,str3==str4,&str3==&str4);return0;}```答案：輸出0010。str1和str2是棧上的數(shù)組，存儲相同字符串但地址不同，&str1和&str2是數(shù)組首地址的地址（不同），str1和str2是數(shù)組首地址（不同）；str3和str4指向常量區(qū)的"hello"（同一地址），故str3==str4為1；&str3和&str4是指針變量自身的地址（不同）。3.定義int(func)[5]=&a;其中a是一個一維數(shù)組。若a的首地址為0x1000，sizeof(int)=4，求func+1的地址值，并說明func的類型含義。答案：func是指向包含5個int元素的數(shù)組的指針（數(shù)組指針）。func+1的地址為0x1000+54=0x1014。func的類型是“指向int[5]數(shù)組的指針”，其步長為整個數(shù)組的大小（20字節(jié)）。4.編寫函數(shù)，輸入一個int型二維數(shù)組（行數(shù)m，列數(shù)n）和坐標(i,j)，返回該位置元素的地址（要求用指針算術(shù)實現(xiàn)，禁止用[][]語法）。答案：```cintget_addr(int(arr)[n],intm,intn,inti,intj){return(int)((char)arr+insizeof(int)+jsizeof(int));}//或更簡潔的指針運算：returnarr+in+j;```解析：二維數(shù)組在內(nèi)存中連續(xù)存儲，arr是指向第一行（int[n]）的指針，arr+i指向第i行首地址，(arr+i)是第i行首元素的地址（即int），加j得到第i行第j列的地址。5.以下代碼是否存在錯誤？若有，說明原因并修正。```cvoidfunc(intp){intb=10;p=&b;}intmain(){inta=NULL;func(a);a=20;//此處return0;}```答案：存在錯誤。func函數(shù)中p是main函數(shù)中a的拷貝，修改p使其指向b不會改變main中的a（a仍為NULL）。a=20會導致空指針解引用崩潰。修正方法是傳遞a的地址（二級指針）：```cvoidfunc(intp){intb=10;p=&b;//野指針！b在func結(jié)束后銷毀}//正確做法應(yīng)動態(tài)分配或使用靜態(tài)變量：voidfunc(intp){p=(int)malloc(sizeof(int));p=10;}```二、整數(shù)在內(nèi)存中的存儲6.已知int型占4字節(jié)，大端模式下，變量intx=0x12345678;請畫出x在內(nèi)存中的字節(jié)存儲順序（地址從低到高）。答案：大端模式高位在前，地址0x1000存0x12，0x1001存0x34，0x1002存0x56，0x1003存0x78。7.編寫函數(shù)判斷當前機器的字節(jié)序（大端或小端），要求用位運算實現(xiàn)。答案：```cconstcharcheck_endian(){intx=1;charp=(char)&x;return(p==1)?"小端":"大端";}//位運算版（通過移位提取最低字節(jié)）：constcharcheck_endian(){intx=1;return((x&0xFF)==1)?"小端":"大端";}```8.分析以下代碼的輸出結(jié)果（假設(shè)int占4字節(jié)）：```cintmain(){unsignedinta=6;intb=-20;printf("%d\n",a+b>0?1:0);return0;}```答案：輸出1。a+b時，b被轉(zhuǎn)換為unsignedint（-20的補碼為0xFFFFFFEC），6+0xFFFFFFEC=0xFFFFFFF2（即4294967282），無符號數(shù)比較0xFFFFFFF2>0為真，故輸出1。9.計算表達式：(char)(-1)+(unsignedchar)(-1)的值（假設(shè)char為有符號）。答案：(char)(-1)的補碼是0xFF（有符號值為-1），(unsignedchar)(-1)的補碼是0xFF（無符號值為255），相加結(jié)果為254（-1+255=254）。三、結(jié)構(gòu)體10.定義結(jié)構(gòu)體：```cstructA{charc1;inti;charc2;};structB{charc1;charc2;inti;};```假設(shè)char占1字節(jié)，int占4字節(jié)，默認對齊系數(shù)為4，分別計算structA和structB的大小。答案：structA的大小為12字節(jié)。c1偏移0（對齊1），i需對齊4，故c1后填充3字節(jié)（偏移4），i占4字節(jié)（偏移4-7）；c2偏移8（對齊1），占1字節(jié)（偏移8）；總大小需對齊4，故填充3字節(jié)至12。structB的大小為8字節(jié)。c1偏移0，c2偏移1（均對齊1），i需對齊4，故c2后填充2字節(jié)（偏移4），i占4字節(jié)（偏移4-7），總大小8（已對齊4）。11.若用pragmapack(2)修改結(jié)構(gòu)體B的對齊系數(shù)，重新計算其大小。答案：structB的大小為6字節(jié)。對齊系數(shù)為2時，i的對齊要求為min(4,2)=2。c1偏移0，c2偏移1（均對齊1≤2），i偏移2（對齊2），占4字節(jié)（偏移2-5）；總大小6（對齊2，無需填充）。12.以下代碼中，結(jié)構(gòu)體成員p是否為野指針？說明原因。```cstructTest{intp;};intmain(){structTestt;t.p=10;return0;}```答案：是野指針。t是局部變量，其成員p未初始化，指向隨機內(nèi)存地址，解引用會導致未定義行為。13.編寫函數(shù)，輸入結(jié)構(gòu)體數(shù)組（元素類型為structStu，包含intid和charname[20]）和長度n，按id升序排序（要求用指針操作數(shù)組，禁止用下標）。答案：```cstructStu{intid;charname[20];};voidsort_stu(structStuarr,intn){for(structStui=arr;i<arr+n-1;i++){for(structStuj=arr;j<arr+n-(i-arr)-1;j++){if(j->id>(j+1)->id){//或(j).id>((j+1)).idstructStutmp=j;j=(j+1);(j+1)=tmp;}}}}```14.定義位段結(jié)構(gòu)體，要求包含：1位的標志位flag，3位的狀態(tài)碼status（0-7），2位的錯誤碼err（0-3），且結(jié)構(gòu)體總大小為1字節(jié)（char類型）。答案：```cstructBitField{unsignedflag:1;unsignedstatus:3;unsignederr:2;//剩余2位未使用（1字節(jié)=8位，1+3+2=6）}__attribute__((packed));//或使用pragmapack(1)確保緊湊```15.分析以下代碼的輸出結(jié)果（假設(shè)結(jié)構(gòu)體對齊系數(shù)為8，double占8字節(jié)）：```cstructS{charc;doubled;inti;};intmain(){printf("%d%d%d",sizeof(structS),offsetof(structS,d),offsetof(structS,i));return0;}```答案：輸出24816。c偏移0（對齊1），d需對齊8，故c后填充7字節(jié)（偏移8），d占8字節(jié)（偏移8-15）；i需對齊4（min(4,8)=4），偏移16（15+1=16，16是4的倍數(shù)），i占4字節(jié)（16-19）；總大小需對齊8，填充至24字節(jié)。offsetof(structS,d)=8，offsetof(structS,i)=16。四、綜合題16.設(shè)計一個結(jié)構(gòu)體，用于存儲學生信息（學號long，姓名char[15]，成績float[3]），并實現(xiàn)以下功能：（1）編寫函數(shù)初始化結(jié)構(gòu)體數(shù)組（輸入n個學生數(shù)據(jù)）；（2）編寫函數(shù)查找指定學號的學生，返回其成績數(shù)組的指針（要求用指針操作，禁止下標）；（3）說明結(jié)構(gòu)體作為函數(shù)參數(shù)時，傳值和傳指針的優(yōu)缺點。答案：結(jié)構(gòu)體定義：```cstructStudent{longid;charname[15];floatscores[3];};```（1）初始化函數(shù)：```cvoidinit_students(structStudentarr,intn){for(structStudentp=arr;p<arr+n;p++){scanf("%ld%s",&p->id,p->name);//假設(shè)name無空格for(floats=p->scores;s<p->scores+3;s++){scanf("%f",s);}}}```（2）查找函數(shù)：```cfloatfind_scores(structStudentarr,intn,longtarget_id){for(structStudentp=arr;p<arr+n;p++){if(p->id==target_id){returnp->scores;//或&(p->scores[0])}}returnNULL;}```（3）傳值優(yōu)缺點：優(yōu)點是函數(shù)內(nèi)修改不影響原結(jié)構(gòu)體；缺點是拷貝整個結(jié)構(gòu)體（尤其大結(jié)構(gòu)體）效率低。傳指針優(yōu)缺點：優(yōu)點是僅拷貝指針（4/8字節(jié)），效率高，可修改原結(jié)構(gòu)體；缺點是需確保指針有效（非空、未越界），可能意外修改原數(shù)據(jù)。17.以下代碼中，指針p最終指向的內(nèi)存是否被正確釋放？說明原因。```cstructNode{intdata;structNodenext;};intmain(){structNodep=(structNode)malloc(sizeof(structNode));p->next=(structNode)malloc(sizeof(structNode));structNodetmp=p->next;free(p);free(tmp);//此處return0;}```答案：是。p指向的節(jié)點被釋放后，tmp仍保存p->next的地址（未被修改），free(tmp)正確釋放第二個節(jié)點。但需注意：若p->next在free(p)后被訪問（如p->next），會導致野指針，但此處tmp已提前保存地址，故無問題。18.分析以下代碼的輸出結(jié)果（假設(shè)int占4字節(jié)，char占1字節(jié)）：```cintmain(){inta[3][2]={{1,2},{3,4},{5,6}};int(p)[2]=a;printf("%d%d%d",(p+1),(p+1),(p[2]+0));return0;}```答案：輸出325。p+1指向第二行（