C语言面试题---结构体

本文详细探讨了C语言中结构体对齐的原因、意义和计算方法,通过多个例子展示了Windows与Linux下结构体大小计算的差异。结构体对齐能够提升内存访问效率,简化处理器与内存交互,并在内存布局中起到关键作用。文中还提供了结构体大小计算的步骤和技巧,指导如何合理设计结构体以节省空间。

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C语言面试题---结构体

请看下面这道题:
有程序:
# include <stdio.h>
struct a{
    double a;
    char b;
    int c;
}A;
int  main()
{
    int size =  sizeof(A);
    printf("%d\n",size);
    return 0;
}
请写出输出的结果是什么?

本题解析

答案:12

知识点详解

C语言结构体对齐也是老生常谈的话题了。基本上是面试题的必考题。内容虽然很基础,但一不
小心就会弄错。写出一个struct,然后sizeof,你会不会经常对结果感到奇怪?sizeof的结果往往
都比你声明的变量总长度要大,这是怎么回事呢?
开始学的时候,也被此类问题困扰很久。其实相关的文章很多,感觉说清楚的不多。首先看为什
么要结构体对齐?

结构体数据成员对齐的意义

许多实际的计算机系统对基本类型数据在内存中存放的位置有限制,它们会要求这些数据的起始
地址的值是某个数k的倍数,这就是所谓的内存对齐,而这个k则被称为该数据类型的对齐模数
(alignment modulus)。这种强制的要求一来简化了处理器与内存之间传输系统的设计,二来可以
提升读取数据的速度。
比如这么一种处理器,它每次读写内存的时候都从某个8倍数的地址开始,一次读出或写入8个字
节的数据,假如软件能保证double类型的数据都从8倍数地址开始,那么读或写一个double类型
数据就只需要一次内存操作。否则,我们就可能需要两次内存操作才能完成这个动作,因为数据
或许恰好横跨在两个符合对齐要求的8字节内存块上。

结构体对齐包括两个方面的含义

1)结构体总长度;
2)结构体内各数据成员的内存对齐,即该数据成员相对结构体的起始位置;

结构体大小的计算方法和步骤

1)将结构体内所有数据成员的长度值相加,记为sum_a;

2)将各数据成员为了内存对齐,按各自对齐模数而填充的字节数累加到和sum_a上,记为
sum_b。对齐模数是#pragma pack指定的数值以及该结构体中数据成员自身长度中数值最大者
之间两者较小者。该数据相对起始
<think>好的,用户想要查找与C语言指针相关的面试题。我需要根据之前提供的引用内容来整理相关题目和解析。首先,看看用户提供的四个引用,都是关于C语言指针的面试题示例,应该可以从中提取出几个典型的题目。 首先,引用1中的题目涉及数组和指针的操作,特别是数组名和指针运算的区别。这题的结果是2和5,需要解释清楚数组名和指针的类型转换后的差异。 然后,引用2的结构体指针题目涉及到指针运算和类型转换。结构体的大小是20字节,所以p+0x1的地址应该是0x100000 + 20,也就是0x100014。而(unsigned long)p + 1则是数值上的加1,结果为0x100001。unsigned int*类型的指针加1,则增加4字节,所以是0x100004。这部分需要详细说明指针运算和类型转换的影响。 引用3的题目是关于指针数组和二级指针的操作。pa初始指向数组a的第一个元素,pa++后指向第二个元素,即"at",所以输出是at。这个相对简单,但需要解释指针数组和二级指针的递增操作。 引用4中的题目涉及到字符串指针和strlen函数的使用。这里有几个易错点,比如解引用指针后的行为是否正确,取地址后的随机值问题。需要逐一分析每个printf的输出结果或错误原因。 接下来,我需要将这些题目整理成用户需要的格式,使用中文,并且确保行内公式和独立公式的正确应用。不过这些题目可能不需要数学公式,但如果有涉及地址计算的地方,可能需要使用行内代码或地址表示,比如使用$...$或代码块。 用户要求生成相关问题,但根据示例,可能是指生成更多相关问题,但根据用户的问题,他们可能希望直接看到已有的题目和解析。不过根据用户提供的示例,他们可能希望将现有的引用内容中的题目整理出来,并附上解析,然后生成相关问题。 现在需要按照用户提供的系统级指令来组织回答,包括使用正确的格式,生成相关问题,引用标识等。同时,回答需要结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 首先,整理每个引用中的题目,给出解析,然后生成相关问题。例如,引用1的题目解析,引用2的结构体指针问题,引用3的指针数组问题,引用4的strlen问题。然后针对每个题目生成相关问题,如指针运算、类型转换、结构体内存对齐、二级指针操作等。 需要确保每个解析正确,并正确引用来源。例如,在解析每个题目后,添加对应的引用标识,如[^1]、[^2]等。同时,用户可能需要更多的相关问题,以便他们进一步练习,所以需要根据每个题目的知识点提出相关问题。 最后,检查是否符合用户的所有要求,包括中文回答,LaTeX语法正确,行内代码用反引号包裹,引用标识正确添加,结构清晰等。</think>### C语言指针常见面试题解析 #### 1. 数组名与指针运算差异 **题目**: ```c int main() { int a[5] = {1,2,3,4,5}; int* ptr = (int*)(&a + 1); printf("%d %d", *(a + 1), *(ptr - 1)); return 0; } ``` **解析**: - `a`是数组首元素地址,类型为`int*`,`a + 1`指向第二个元素(值为2)。 - `&a`是数组的地址,类型为`int(*)[5]`,`&a + 1`会跳过整个数组(地址增加`5*sizeof(int)`),此时`ptr`指向数组末尾后的位置。 - `ptr - 1`回退一个`int`大小,指向数组最后一个元素(值为5)。 - **结果**:`2 5`。 #### 2. 结构体指针与类型转换 **题目**: ```c struct Test { /* 结构体大小为20字节 */ }* p = (struct Test*)0x100000; int main() { printf("%p\n", p + 0x1); printf("%p\n", (unsigned long)p + 0x1); printf("%p\n", (unsigned int*)p + 0x1); } ``` **解析**: - `p + 0x1`:指针运算按结构体大小(20字节)增加,结果为`0x100014`。 - `(unsigned long)p + 1`:数值运算直接加1,结果为`0x100001`。 - `(unsigned int*)p + 1`:指针类型为`unsigned int*`,加1增加4字节,结果为`0x100004`。 #### 3. 指针数组与二级指针 **题目**: ```c int main() { char* a[] = {"work","at","alibaba"}; char** pa = a; pa++; printf("%s\n", *pa); return 0; } ``` **解析**: - `a`是字符指针数组,`pa`初始指向`a[0]`(即`"work"`)。 - `pa++`后指向`a[1]`(即`"at"`),`*pa`解引用得到字符串`"at"`。 - **结果**:`at`[^3]。 #### 4. 指针与`strlen`函数陷阱 **题目**(简化): ```c char arr[] = "abcdef"; char* p = arr; // 分析以下表达式的行为: strlen(p); // 6 strlen(p + 1); // 5 strlen(*p); // 错误(类型不匹配) strlen(&p); // 随机值(非字符串地址) ``` **解析**: - `strlen(*p)`:`*p`是字符`'a'`(ASCII 97),将97作为地址访问会导致未定义行为。 - `strlen(&p)`:`&p`是`char**`类型,`strlen`会从指针地址开始读取直到遇到`\0`,结果不可预测[^4]。 --- ###
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