2025年C语言结构体与联合体操作练习题及答案

2025年C语言结构体与联合体操作练习题及答案一、结构体基础操作1.定义一个结构体`Employee`，包含以下成员：整数类型工号`id`（4字节）、字符数组姓名`name`（长度20）、双精度浮点类型月薪`salary`（8字节）、布尔类型是否转正`is_regular`（1字节）。要求：（1）写出结构体定义；（2）声明一个`Employee`类型变量`emp1`，使用指定成员初始化法赋值（工号1001，姓名"LiMing"，月薪12500.5，已转正）；（3）通过成员访问运算符修改`emp1`的月薪为13000.0，并输出所有成员值。答案：（1）结构体定义：```cstructEmployee{intid;charname[20];doublesalary;_Boolis_regular;//或使用int代替，需包含stdbool.h头文件};```（2）变量声明与初始化：```cstructEmployeeemp1={.id=1001,.name="LiMing",.salary=12500.5,.is_regular=1};```（3）修改与输出：```cemp1.salary=13000.0;printf("工号：%d\n姓名：%s\n月薪：%.1f\n是否转正：%s\n",emp1.id,,emp1.salary,emp1.is_regular?"是":"否");```二、嵌套结构体操作2.设计一个表示“会议”的结构体`Meeting`，包含以下嵌套结构：基础信息：结构体`BasicInfo`，包含字符串主题`topic`（长度50）、整数参与人数`attendee_num`；时间信息：结构体`TimeInfo`，包含短整型年份`year`、无符号字符型月份`month`、无符号字符型日期`day`、无符号字符型小时`hour`（0-23）；要求：（1）定义`BasicInfo`、`TimeInfo`和`Meeting`结构体；（2）创建`Meeting`变量`m1`，主题为"Q3项目进度评审"，参与人数15，时间为2025年9月15日14时；（3）编写函数`print_meeting`，输入`Meeting`类型指针，输出会议的完整信息（格式示例："会议主题：Q3项目进度评审|参与人数：15|时间：2025-09-1514:00"）。答案：（1）结构体定义：```cstructBasicInfo{chartopic[50];intattendee_num;};structTimeInfo{shortyear;unsignedcharmonth;unsignedcharday;unsignedcharhour;};structMeeting{structBasicInfobasic;structTimeInfotime;};```（2）变量创建：```cstructMeetingm1={.basic={.topic="Q3项目进度评审",.attendee_num=15},.time={.year=2025,.month=9,.day=15,.hour=14}};```（3）输出函数：```cvoidprint_meeting(conststructMeetingm){printf("会议主题：%s|参与人数：%d|时间：%d-%02hhu-%02hhu%02hhu:00\n",m->basic.topic,m->basic.attendee_num,m->time.year,m->time.month,m->time.day,m->time.hour);}```三、结构体数组与统计3.定义结构体`Product`，包含：字符串名称`name`（长度30）、无符号整型库存`stock`、浮点型单价`price`。要求：（1）声明长度为3的`Product`数组`products`，手动初始化数据如下：名称"笔记本"，库存50，单价4999.9；名称"鼠标"，库存120，单价99.5；名称"键盘"，库存80，单价199.0；（2）遍历数组，计算所有商品的总库存和总价值（总价值=Σ(库存×单价)）；（3）查找单价最高的商品，输出其名称和单价。答案：（1）数组初始化：```cstructProduct{charname[30];unsignedintstock;floatprice;};structProductproducts[3]={{"笔记本",50,4999.9f},{"鼠标",120,99.5f},{"键盘",80,199.0f}};```（2）总库存与总价值计算：```cunsignedinttotal_stock=0;floattotal_value=0.0f;for(inti=0;i<3;i++){total_stock+=products[i].stock;total_value+=products[i].stockproducts[i].price;}```（3）查找单价最高商品：```cintmax_index=0;for(inti=1;i<3;i++){if(products[i].price>products[max_index].price){max_index=i;}}printf("单价最高商品：%s，单价：%.1f元\n",products[max_index].name,products[max_index].price);```四、动态内存分配操作结构体4.编写程序实现以下功能：（1）定义结构体`Student`，包含：长整型学号`id`、字符数组姓名`name`（长度15）、短整型年龄`age`；（2）从用户输入获取学生数量`n`（n≥1且n≤10）；（3）使用`malloc`动态分配`n`个`Student`结构体的内存空间；（4）循环输入每个学生的学号、姓名、年龄（需处理姓名中的空格，使用`fgets`）；（5）逆序输出所有学生信息（从第n个到第1个）；（6）释放动态分配的内存。答案：```cinclude<stdio.h>include<stdlib.h>include<string.h>structStudent{longid;charname[15];shortage;};intmain(){intn;printf("请输入学生数量（1-10）：");scanf("%d",&n);while(n<1||n>10){printf("输入错误，请重新输入：");scanf("%d",&n);}structStudentstudents=(structStudent)malloc(nsizeof(structStudent));if(students==NULL){printf("内存分配失败！\n");return1;}//清空输入缓冲区intc;while((c=getchar())!='\n'&&c!=EOF);for(inti=0;i<n;i++){printf("请输入第%d个学生的学号：",i+1);scanf("%ld",&students[i].id);while((c=getchar())!='\n'&&c!=EOF);//清空行缓冲printf("请输入第%d个学生的姓名（最多14字符）：",i+1);fgets(students[i].name,sizeof(students[i].name),stdin);//去除fgets末尾的换行符if(students[i].name[strlen(students[i].name)1]=='\n'){students[i].name[strlen(students[i].name)1]='\0';}printf("请输入第%d个学生的年龄：",i+1);scanf("%hd",&students[i].age);while((c=getchar())!='\n'&&c!=EOF);}printf("\n逆序学生信息：\n");for(inti=n1;i>=0;i--){printf("学号：%ld，姓名：%s，年龄：%hd\n",students[i].id,students[i].name,students[i].age);}free(students);return0;}```五、联合体基础操作5.定义联合体`Data`，包含以下成员：有符号整型`i`（4字节）；无符号整型`u`（4字节）；单精度浮点型`f`（4字节）；要求：（1）写出联合体定义；（2）创建`Data`变量`d`，为`d.f`赋值为123.45f，分别输出`d.i`、`d.u`、`d.f`的值（说明输出现象的原因）；（3）为`d.u`赋值为0x80000000（十六进制），输出`d.i`的十进制值（说明符号位影响）。答案：（1）联合体定义：```cunionData{inti;unsignedintu;floatf;};```（2）赋值与输出：```cunionDatad;d.f=123.45f;printf("d.f=%.2f\n",d.f);//输出123.45printf("d.i=%d\n",d.i);//输出浮点数123.45的二进制按int解释的结果（如1094498611）printf("d.u=%u\n",d.u);//与d.i的二进制相同，无符号解释（如1094498611）```现象原因：联合体成员共享同一块内存（4字节），为`f`赋值后，`i`和`u`读取的是该内存的二进制位按各自类型解释的结果。（3）符号位影响：```cd.u=0x80000000;//二进制最高位为1（符号位）printf("d.i=%d\n",d.i);//输出-2147483648（有符号整型中最高位为符号位）```六、联合体与结构体结合6.设计一个传感器数据包结构体`SensorPacket`，要求：包含1字节的类型标识`type`（0表示温度，1表示湿度，2表示光照）；联合体`Value`，包含：单精度浮点型温度`temp`（单位℃）；无符号字符型湿度`hum`（百分比，0-100）；无符号短整型光照`light`（单位lux）；要求：（1）定义`Value`联合体和`SensorPacket`结构体；（2）创建三个`SensorPacket`变量，分别表示：温度25.6℃（type=0）；湿度60%（type=1）；光照1200lux（type=2）；（3）编写函数`print_sensor`，根据`type`输出对应值（示例："温度：25.6℃"或"湿度：60%"等）。答案：（1）结构体定义：```cunionValue{floattemp;unsignedcharhum;unsignedshortlight;};structSensorPacket{unsignedchartype;unionValueval;};```（2）变量创建：```cstructSensorPackets1={.type=0,.val={.temp=25.6f}};structSensorPackets2={.type=1,.val={.hum=60}};structSensorPackets3={.type=2,.val={.light=1200}};```（3）输出函数：```cvoidprint_sensor(conststructSensorPackets){switch(s->type){case0:printf("温度：%.1f℃\n",s->val.temp);break;case1:printf("湿度：%d%%\n",s->val.hum);break;case2:printf("光照：%dlux\n",s->val.light);break;default:printf("未知传感器类型\n");}}```七、联合体与位域结合7.设计一个设备状态寄存器的联合体`StatusReg`，要求：包含一个无符号整型`reg`（表示整个寄存器值，4字节）；包含位域结构体`Bits`，包含：1位的电源状态`power`（0=关闭，1=开启）；2位的工作模式`mode`（0=待机，1=运行，2=调试，3=故障）；1位的错误标志`error`（0=无错误，1=有错误）；28位的保留位`reserved`（需显式声明以填充剩余位）；要求：（1）定义`Bits`位域结构体和`StatusReg`联合体；