2025年(C语言)指针和数组笔试题解析及答案

2025年(C语言)指针和数组笔试题解析及答案题目1：数组名与指针的基础运算已知定义：```cinta[]={1,2,3,4,5};intp=a;```计算以下表达式的值（假设系统为64位，int占4字节）：（1）`sizeof(a)`（2）`sizeof(p)`（3）`sizeof(a+1)`（4）`sizeof(&a)`（5）`sizeof(&a+1)`答案及解析：（1）`sizeof(a)`：数组名`a`在此处表示整个数组，因此计算的是数组总大小。数组有5个int元素，每个占4字节，故结果为`54=20`。（2）`sizeof(p)`：`p`是指针变量，64位系统中指针占8字节，因此结果为`8`。（3）`sizeof(a+1)`：`a`作为右值时退化为指向首元素的指针（`int`），`a+1`是指针运算，结果仍为指针类型（指向第二个元素）。`sizeof`计算指针大小，结果为`8`。（4）`sizeof(&a)`：`&a`是数组的地址，类型为`int()[5]`（指向5元素int数组的指针）。64位系统中，无论指针指向何种类型，大小均为8字节，故结果为`8`。（5）`sizeof(&a+1)`：`&a`是数组指针，`&a+1`表示跳过整个数组（偏移54=20字节），但`sizeof`计算的是指针本身的大小，而非指针指向的内容，因此结果仍为`8`。题目2：二维数组与行指针的访问已知二维数组定义：```cinta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};```分析以下表达式的类型及对应的值（假设数组首地址为0x1000）：（1）`a`（2）`a[1]`（3）`(a+2)`（4）`&a[0][0]+5`（5）`int(p)[4]=a;p[1][2]`答案及解析：（1）`a`：二维数组名，类型为`int()[4]`（指向包含4个int元素的行指针），值为数组首地址0x1000。（2）`a[1]`：等价于`(a+1)`，`a+1`是行指针+1（偏移44=16字节，指向第二行），解引用后得到第二行的首元素地址，类型为`int`，值为0x1000+16=0x1010。（3）`(a+2)`：`a+2`指向第三行（偏移216=32字节，地址0x1020），解引用后得到第三行首元素地址，类型`int`，值为0x1020。（4）`&a[0][0]+5`：`&a[0][0]`是首元素地址（`int`类型），+5表示向后偏移5个int（54=20字节），指向`a[0][4]`（但数组列数为4，此处越界），地址为0x1000+20=0x1014。（5）`p[1][2]`：`p`是行指针，`p[1]`等价于`(p+1)`（指向第二行首元素地址0x1010），`p[1][2]`等价于`((p+1)+2)`，即第二行第三个元素（索引从0开始），值为7。题目3：指针数组与数组指针的辨析判断以下定义的含义，并计算它们在64位系统中的大小：（1）`intp1[5];`（2）`int(p2)[5];`（3）若有二维数组`intarr[3][5]={0};`，如何用`p2`访问`arr[2][3]`？答案及解析：（1）`intp1[5]`：指针数组。本质是数组，数组元素类型为`int`（指向int的指针）。数组有5个元素，每个元素是指针（8字节），总大小为`58=40`字节。（2）`int(p2)[5]`：数组指针。本质是指针，指向一个包含5个int元素的数组。指针本身大小为8字节（64位系统）。（3）访问`arr[2][3]`：`p2`是指向5元素int数组的指针，`arr`的每行正好是5个int，因此`p2=arr;`（`arr`退化为行指针`int()[5]`）。`arr[2][3]`等价于`((p2+2)+3)`：`p2+2`指向第三行（偏移254=40字节），`(p2+2)`得到第三行首元素地址（`int`），+3后指向第三个元素，解引用即得值。题目4：函数指针与转移表的应用定义一个函数指针`pf`，使其能指向以下函数：```cintcalculate(inta,intb,charop){switch(op){case'+':returna+b;case'-':returna-b;case'':returnab;case'/':returnb?a/b:-1;default:return-1;}}```并设计一个函数指针数组`pf_arr`，通过`op`直接调用对应运算（如`op='+'`时调用加法）。答案及解析：（1）函数指针`pf`的定义：函数`calculate`的原型是`int()(int,int,char)`（返回int，参数为int、int、char），因此函数指针声明为：```cint(pf)(int,int,char)=calculate;```函数名`calculate`可直接赋值给函数指针（&calculate等价）。（2）函数指针数组`pf_arr`的设计：需将每种运算符对应的函数存入数组。但原`calculate`是综合函数，若要拆分（如独立加法、减法函数），则：```cintadd(inta,intb){returna+b;}intsub(inta,intb){returna-b;}intmul(inta,intb){returnab;}intdiv(inta,intb){returnb?a/b:-1;}//函数指针数组，索引对应运算符（如'+'对应0，'-'对应1等）int(pf_arr[])(int,int)={add,sub,mul,div};//调用示例（假设op转换为索引idx）intresult=pf_arr[idx](a,b);```若保留原`calculate`函数，可通过`pf`直接调用：`intresult=pf(a,b,op);`。题目5：野指针与内存操作的陷阱分析以下代码的错误，并给出修改建议：```cinclude<stdio.h>include<stdlib.h>intmain(){intp;p=100;//语句1intarr=malloc(5sizeof(int));arr[0]=1;arr[1]=2;free(arr);arr[2]=3;//语句2charstr="hello";str[0]='H';//语句3return0;}```答案及解析：（1）语句1错误：`p`是未初始化的指针（野指针），指向内存中随机地址，直接解引用赋值会导致未定义行为（可能崩溃或修改关键数据）。修改：初始化`p`为有效地址（如`intx;p=&x;`）或动态分配内存（`p=malloc(sizeof(int));`）。（2）语句2错误：`arr`指向的内存已被`free`释放，再次访问属于“悬空指针”操作，导致未定义行为（释放后的内存可能被重新分配，修改会破坏其他数据）。修改：释放后将`arr`置为`NULL`（`free(arr);arr=NULL;`），避免后续误用；若需继续使用，应重新`malloc`。（3）语句3错误：`str`指向字符串字面量（存储于只读数据段），尝试修改字面量会导致写入失败（运行时错误，如段错误）。修改：使用可写的字符数组存储字符串（`charstr[]="hello";`），此时`str`指向栈区可写内存。题目6：指针运算与字符串处理已知`charstr[]="abcdef";charp=str;`，计算以下表达式的值：（1）`p+3`（2）`(p+2)`（3）`p[4]`（4）`strlen(p+1)`（5）`&str[2]-p`答案及解析：（1）`p+3`：`p`是`char`类型，+3表示向后偏移3个字节（每个char占1字节），指向`str[3]`，地址为`str`首地址+3。（2）`(p+2)`：等价于`p[2]`，即`str[2]`，字符值为`'c'`。（3）`p[4]`：等价于`(p+4)`，即`str[4]`，字符值为`'e'`。（4）`strlen(p+1)`：`p+1`指向`str[1]`（字符`'b'`），`strlen`计算从该位置到`'\0'`的字符数（不包含`'\0'`）。原字符串`"abcdef"`长度为6（`'\0'`在索引6），故`p+1`到`'\0'`有5个字符（`b,c,d,e,f`），结果为5。（5）`&str[2]-p`：`&str[2]`是`str[2]`的地址（`char`类型），`p`是`str`首地址（`char`类型）。指针相减结果为元素个数差（地址差/元素大小），此处差为2（`str[2]-str[0]`），故结果为2。题目7：多级指针与内存间接访问已知定义：```cintx=10;intpx=&x;intppx=&px;intpppx=&ppx;```计算以下表达式的值：（1）`ppx`（2）`pppx`（3）`ppx+1`（4）`ppx==x`答案及解析：（1）`ppx`：`ppx`是二级指针（指向`px`），`ppx`得到`px`的值（即`&x`），再次解引用得到`x`的值10。（2）`pppx`：`pppx`是三级指针（指向`ppx`），`pppx`得到`ppx`的值（即`&px`），`pppx`得到`px`的值（即`&x`），三次解引用得到`x`的值10。（3）`ppx+1`：`ppx`是`px`的值（`&x`，假设地址为0x2000），+1表示地址加1（若`int`占8字节，结果为0x2008），但实际此处是指针数值的算术运算，结果为`&x+1`（指向`x`的下一个int位置）。（4）`ppx==x`：`ppx`是`x`的值10，`x`的值也是10，因此表达式为真（1）。题目8：指针作为函数参数的深入理解分析以下函数的功能，并说明调用`fun(arr,5)`后数组`arr`的变化：```cvoidfun(intp,intn){intq=p;while(n-->0){p=q+1;p++;q++;}}```答案及解析：函数功能：将数组元素逐个递增1。具体过程：-`p`和`q`初始均指向数组首元素（`arr[0]`）。-循环中，`p=q+1`等价于`arr[i]=arr[i]+1`（`i`从0到n-1）。-`p`和`q`同步后移（`p++`和`q++`），因此每个元素被自身值加1覆盖。调用`fun(arr,5)`后，原数组`arr`的前5个元素每个都递增1（如原`arr={1,2,3,4,5}`，调用后变为`{2,3,4,5,6}`）。题目9：指针与数组的强制类型转换已知`inta[2]={0x12345678,0x87654321};charp=(char)&a;`，在小端模式下，计算`p[0]`、`p[1]`、`p[4]`、`p[7]`的十六进制值。答案及解析：小端模式下，数据的低字节存储在低地址。`a`的内存布局（假设首地址为0x00）：-`a[0]=0x12345678`：字节顺序为`0x78`（0x00）、`0x56`（0x01）、`0x34`（0x02）、`0x12`（0x03）。-`a[1]=0x87654321`：字节顺序为`0x21`（0x04）、`0x43`（0x05）、`0x65`（0x06）、`0x87`（0x07）。`p`是`char`类型，按字节访问：-`p[0]`（0x00地址）：`0x78`-`p[1]`（0x01地址）：`0x56`-`p[4]`（0x04地址）：`0x21`-`p[7]`