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2025年笔试题详解(C语言进阶)及答案

一、指针与内存操作（共25分）

1.分析以下代码的输出结果，并解释内存操作中的潜在问题（10分）：

```c

includestdio.h

includestdlib.h

voidfunc(intarr){

arr=(int)malloc(3sizeof(int));

arr[0]=10;

arr[1]=20;

arr[2]=30;

}

intmain(){

intptr=NULL;

func(ptr);

printf(%d\n,ptr[0]);//输出？

free(ptr);//是否存在问题？

return0;

}

```

答案与解析：

输出结果为未定义行为（通常表现为崩溃或随机值），且`free(ptr)`会导致非法内存释放。

问题核心在于指针的传递方式。`func`函数的参数是`int`类型，本质是值传递。主函数中`ptr`初始化为`NULL`，调用`func(ptr)`时，将`ptr`的值（`NULL`）复制给形参`arr`。在`func`内部，`arr`被重新分配内存并赋值，但这一操作仅修改了形参`arr`的指向，主函数中的`ptr`仍保持`NULL`。因此，`printf(%d\n,ptr[0])`试图访问`NULL`指针指向的内存，属于非法内存访问（未定义行为）。

`free(ptr)`试图释放`NULL`指针，虽然C标准规定`free(NULL)`是安全操作（不执行任何操作），但此处`ptr`未被正确赋值，程序逻辑上存在严重错误——动态分配的内存（`func`中`arr`指向的空间）未被保存，导致内存泄漏（该内存无法被释放）。

修正方法是通过指针的指针传递：将`func`的参数改为`int`类型，通过解引用修改主函数中的`ptr`指向。例如：

```c

voidfunc(intarr){

arr=(int)malloc(3sizeof(int));

(arr)[0]=10;

(arr)[1]=20;

(arr)[2]=30;

}

//main中调用func(ptr);

```

2.给定二维数组`inta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}`，写出`(a+1)+2`、`((a+2)+3)`的具体值，并解释二维数组在内存中的存储方式（15分）。

答案与解析：

`(a+1)+2`的值是`a[1][2]`（即指向整数7的指针），`((a+2)+3)`的值是12。

二维数组在内存中以行优先（Row-major）顺序连续存储。数组名`a`是指向首行（`a[0]`）的指针，类型为`int()[4]`（指向包含4个int的数组的指针）。`a+1`表示首行地址偏移1个“行大小”（即`4sizeof(int)`），指向第二行（`a[1]`），因此`(a+1)`等价于`a[1]`（第二行的数组名，类型为`int`，指向第二行首元素`a[1][0]`）。`(a+1)+2`即`a[1]+2`，指向`a[1][2]`（值为7的地址）。

`a+2`指向第三行（`a[2]`），`(a+2)`等价于`a[2]`（类型`int`，指向`a[2][0]`），`(a+2)+3`指向`a[2][3]`，解引用后得到12。

二、结构体与内存对齐（共20分）

3.计算以下结构体在32位编译器（`sizeof(int)=4`，`sizeof(char)=1`，`sizeof(longlong)=8`）下的`sizeof(StructA)`和`sizeof(StructB)`，并说明对齐规则（10分）：

```c

structStructA{

charc1;

inti;

charc2;

};

structStructB{

charc1;

charc2;

inti;

longlongll;

pragmapack(push,2)

struct{

charc3;

inti2;

}nested;

pragmapack(pop)

};

```

答案与解析：

`sizeof(StructA)=12`，`sizeof(StructB)=20`。

内存对齐规则：

-每个成员的起始地址必须是其自身大小的整数倍（对齐模数）。

-结构体的总大小必须是所有成员