C语言面试题（一）

　   裸辞后，本周开始求职之旅。令人厌烦的是，大多数公司都会通知你去面试，然后拿出一纸试题，开始作答，最后笔试成绩作为重要的参考来决定是否录取你。对于大学四年挂了三年科的我，习惯遇到问题令辟溪径，从不做基础笔记，经验积累还是欠缺，面试题是一个很好的度量基础水平的方式，所以答题环节需要加强。这篇文章我将列出面试初级程序员常出的技术点。答这些题目时，您可能心里会说“我都会，可怎么就答的不准确呢”，那是因为我们题做的少，该较真的时候拿不准，遇到类似的问题不妨go deep下。
    我总结了有一下几类：
    1. 宏定义和条件编译；2. 数据类型和取值范围；3. 变量声明，初始化和关键字；4. 操作符；5. 访问固定内存位置；
    6. 中断；7. 代码示例；8. 动态内存分配；9. typedef； 10.晦涩语法
    ps:大部分文章参考地址 http://blog.chinaunix.net/uid-9950859-id-98697.html 对这位大牛表示深深敬意和感谢。　

1. 宏定义和条件编译
a.宏定义

#define DEMO 10/“version GPL\n”;//定义一个标志，可以是函数或常量;预处理时仅实现替换，不做任何计算操作;

#define (356*24*60*60)UL

我在这想看到几件事情：
       1) #define 语法的基本知识（例如：不能以分号结束，括号的使用，等等）
       2) 懂得预处理器将为你计算常数表达式的值，因此，直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值，是更清晰而没有代价的。
       3) 意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数。
       4) 如果你在你的表达式中用到UL（表示无符号长整型），那么你有了一个好的起点。记住，第一印象很重要。

#define MIN(（(x),(y)) ((x) > (y) ? (y) : (x));

这个测试是为下面的目的而设的：
       1). 标识#define在宏中应用的基本知识。这是很重要的，因为直到嵌入(inline)操作符变为标准C的一部分，宏是方便产生嵌入代码的唯一方法，
       对于嵌入式系统来说，为了能达到要求的性能，嵌入代码经常是必须的方法。
       2). 三重条件操作符的知识。这个操作符存在C语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else更优化的代码，了解这个用法是很重要的。
       3). 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来
       4). 我也用这个问题开始讨论宏的副作用，例如：当你写下面的代码时会发生什么事？

least = MIN(*p++, b);

请看下面demo

 #include <stdio.h>

 #define VERSION "version1.0 powered by wsksec"

 #define M 3

 #define N (M + 1)

 #define MIN((x),(y)) ((x) > (y) ? (y) : (x))

 int main(int argc,char **argv)

 {

     int test_a;

     int test_b;

     int val;

     test_a = ;

     test_b = ;

     val = MIN(test_a,test_b);

     printf("val = %d\n",val);

     val = (M + N)*N/;

     printf("val = %d\n",val);

     printf(VERSION);

     printf("\n");

     return ;

 }

结果为:val = 4
               val = 14//若为 #define N M + 1,val = 21
               version1.0 powered by wsksec
       代码有了宏定义具有一下有点:1)增加了程序可读性;2)重复用到的常量需要变化时只修改一下宏就可以;3)等等

b.条件编译

         #define DEMO_H

         #ifdef DEMO_H  //#ifndef

         {

             ...

         }

         #else  //#elif

         {

             .....

         }

         #endif  //

条件编译方便我们使能代码模块功能，也有利于程序跨平台移植。
2. 数据类型和取值范围
a.基本数据类型

         char    //字符型，占用一个字节，可以存放本地字符集中的一个字符

         int        //整型，通常反映了所用机器中整数的自然长度

         float    //单精度浮点型

         double    //双精度浮点型

1)在基本数据类型上可加的限定符：short 和 long;

         short int sh;

         long int lo;

上面的两个int可以省略;通常，short 16bit;long 32bit;int 16bit/32bit,由机器而定;
2)限定符：signed 和 unsigned;
unsigned 和 signed 可限定 char 或任何整型;其中 unsigned 类型的数总是正值或 0;遵守算数模2^n,n是该类型占用的位数。

b.取值范围

         signed char     //-2^7 ~ 2^7-1,但打印出的字符都为正

         unsigned char   //0 ~ 255,即0 ~ 2^8-1

         signed short    //-2^15 ~ 2^15-1

         unsigned short  //0 ~ 2^16-1

         signed int      //-2^31 ~ 2^31 - 1

         unsigned int    //0 ~ 2^32 -1

         signed long     //-2^31 ~ 2^31 - 1

         unsigned long   //0 ~ 2^32 -1

         signed long long//-2^63 ~ 2^63 - 1

         unsigned long long//0 ~ 2^64 - 1

         float       // +/-3.40282e+038 32bit

         double      // +/-1.79769e+308 64bit

         long double // +/-1.79769e+308 96bit

ps:面试中遇到个题目;
        unsigned char ch = 0x01;
        !ch;    // 0
        i = ~ch;    // 个人认为254；用gcc编译，结果是-2？
    3. 变量声明，初始化和关键字
        a.变量声明

        对变量的声明要考虑各种数据类型，包括整型，数组，指针，函数指针等；下面以变量a为例，进行各种数据类型的声明。

        ) 一个整型数（An integer）

        ) 一个指向整型数的指针（A pointer to an integer）

        ) 一个指向指针的的指针，它指向的指针是指向一个整型数（A pointer to a pointer to an integer）

        ) 一个有10个整型数的数组（An array of  integers）

        ) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型数的（An array of  pointers to integers）

        ) 一个指向有10个整型数数组的指针（A pointer to an array of  integers）

        ) 一个指向函数的指针，该函数有一个整型参数并返回一个整型数

            （A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer）

        ) 一个有10个指针的数组，该指针指向一个函数，该函数有一个整型参数并返回一个整型数

            （ An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer ）

        答案是：

        ) int a; // An integer

        ) int *a; // A pointer to an integer

        ) int **a; // A pointer to a pointer to an integer

        ) int a[]; // An array of 10 integers

        ) int *a[]; // An array of 10 pointers to integers

        ) int (*a)[]; // A pointer to an array of 10 integers

        ) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer

        ) int (*a[])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer

b.关键字
        常用的关键字有 static const volatile
        1)static 作用：
                a). 在函数体，一个被声明为静态的变量在这一函数被调用过程中维持其值不变。
                b). 在模块内（但在函数体外），一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变量。
                c). 在模块内，一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是，这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。
        2)const 作用：
                意味着“只读”
                const int a;    //a是一个常整型数
                int const a;    //a是一个常整型数
                const int *a;   //a是一个指向常整型数的指针（也就是，整型数是不可修改的，但指针可以）
                int * const a; //a是一个指向整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是可以修改的，但指针是不可修改的）
                int const * a const;    //a是一个指向常整型数的常指针（也就是说，指针指向的整型数是不可修改的，同时指针也是不可修改的）
                用 const 的几个理由：
                a). 关键字const的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息，实际上，声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。
                    如果你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾，你就会很快学会感谢这点多余的信息。
                b). 通过给优化器一些附加的信息，使用关键字const也许能产生更紧凑的代码。
                c). 合理地使用关键字const可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数，防止其被无意的代码修改。简而言之，这样可以减少bug的出现。
        3)volatile 作用：
                一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变，这样，编译器就不会去假设这个变量的值了。
                精确地说就是，优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值，而不是使用保存在寄存器里的备份。
                下面是volatile变量的几个例子：
                a). 并行设备的硬件寄存器（如：状态寄存器）
                b). 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
                c). 多线程应用中被几个任务共享的变量
                有关 volatile 几个问题：
                a). 一个参数既可以是const还可以是volatile吗？解释为什么。
                b). 一个指针可以是volatile 吗？解释为什么。
                c). 下面的函数有什么错误：

                int square(volatile int *ptr)

                 {

                 return *ptr * *ptr;

                 }

下面是答案：
                a). 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile因为它可能被意想不到地改变。它是const因为程序不应该试图去修改它。
                b). 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer的指针时。
                c). 这段代码的目的是用来返指针*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一个volatile型参数，编译器将产生类似下面的代码：

                int square(volatile int *ptr)

                 {

                 int a,b;

                 a = *ptr;

                 b = *ptr;

                 return a * b;

                 }

由于*ptr的值可能被意想不到地该变，因此a和b可能是不同的。结果，这段代码可能返不是你所期望的平方值！正确的代码如下：

                 long square(volatile int *ptr)

                 {

                 int a;

                 a = *ptr;

                 return a * a;

                 }

4. 操作符
        a.×××关于位操作的题目：
        嵌入式系统总是要用户对变量或寄存器进行位操作。
        给定一个整型变量a，写两段代码，第一个设置a的bit 3，第二个清除a 的bit 3。在以上两个操作中，要保持其它位不变。

对这个问题有三种基本的反应
        1). 不知道如何下手。该被面者从没做过任何嵌入式系统的工作。
        2). 用bit fields。Bit fields是被扔到C语言死角的东西，它保证你的代码在不同编译器之间是不可移植的，同时也保证了的你的代码是不可重用的。
        3). 用 #defines 和 bit masks 操作。这是一个有极高可移植性的方法，是应该被用到的方法。最佳的解决方案如下：

        #define BIT3 (0x1<<3)

         static int a;

         void set_bit3(void)

         {

         a |= BIT3;

         }

         void clear_bit3(void)

         {

         a &= ~BIT3;

         }

一些人喜欢为设置和清除值而定义一个掩码同时定义一些说明常数，这也是可以接受的。我希望看到几个要点：说明常数、|=和&=~操作。

    5. 访问固定的内存位置（Accessing fixed memory locations）
        嵌入式系统经常具有要求程序员去访问某特定的内存位置的特点。
        在某工程中，要求设置一绝对地址为0x67a9的整型变量的值为0xaa66。编译器是一个纯粹的ANSI编译器。写代码去完成这一任务。
        这一问题测试你是否知道为了访问一绝对地址把一个整型数强制转换（typecast）为一指针是合法的。
        这一问题的实现方式随着个人风格不同而不同。典型的类似代码如下：

         int *ptr;

         ptr = (int *)0x67a9;

         *ptr = 0xaa55;

一个较晦涩的方法是：

        *(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;

即使你的品味更接近第二种方案，但我建议你在面试时使用第一种方案。
    6. 中断
        中断是嵌入式系统中重要的组成部分，这导致了很多编译开发商提供一种扩展—让标准C支持中断。
        具代表事实是，产生了一个新的关键字 __interrupt。下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR)，请评论一下这段代码的。

         __interrupt double compute_area (double radius)

         {

         double area = PI * radius * radius;

         printf(" Area = %f", area);

         return area;

         }

这个函数有太多的错误了，以至让人不知从何说起了：
        1). ISR 不能返回一个值。如果你不懂这个，那么你不会被雇用的。
        2). ISR 不能传递参数。如果你没有看到这一点，你被雇用的机会等同第一项。
        3). 在许多的处理器/编译器中，浮点一般都是不可重入的。
            有些处理器/编译器需要让额处的寄存器入栈，有些处理器/编译器就是不允许在ISR中做浮点运算。
            此外，ISR应该是短而有效率的，在ISR中做浮点运算是不明智的。
        4). 与第三点一脉相承，printf()经常有重入和性能上的问题。如果你丢掉了第三和第四点，我不会太为难你的。
            不用说，如果你能得到后两点，那么你的被雇用前景越来越光明了。
    7. 代码例子（Code examples）
        a. 下面的代码输出是什么，为什么？

         void foo(void)

         {

         unsigned int a = ;

         int b = -;

         (a+b > ) puts("> 6") : puts("<= 6");

         }

这个问题测试你是否懂得C语言中的整数自动转换原则，我发现有些开发者懂得极少这些东西。不管如何，这无符号整型问题的答案是输出是“>6”。
        原因是:当表达式中存在有符号类型和无符号类型时所有的操作数都自动转换为无符号类型。
        因此-20变成了一个非常大的正整数，所以该表达式计算出的结果大于6。
        这一点对于应当频繁用到无符号数据类型的嵌入式系统来说是丰常重要的。如果你答错了这个问题，你也就到了得不到这份工作的边缘。

b. 评价下面的代码片断：

         unsigned int zero = ;

         unsigned int compzero = 0xFFFF;

         /*1's complement of zero */

对于一个int型不是16位的处理器为说，上面的代码是不正确的。应编写如下：

        unsigned int compzero = ~;

这一问题真正能揭露出应试者是否懂得处理器字长的重要性。
        在我的经验里，好的嵌入式程序员非常准确地明白硬件的细节和它的局限，然而PC机程序往往把硬件作为一个无法避免的烦恼。
        到了这个阶段，应试者或者完全垂头丧气了或者信心满满志在必得。如果显然应试者不是很好，那么这个测试就在这里结束了。
        但如果显然应试者做得不错，那么我就扔出下面的追加问题，这些问题是比较难的，我想仅仅非常优秀的应试者能做得不错。
        提出这些问题，我希望更多看到应试者应付问题的方法，而不是答案。
    8. 动态内存分配（Dynamic memory allocation）
        a.尽管不像非嵌入式计算机那么常见，嵌入式系统还是有从堆（heap）中动态分配内存的过程的。那么嵌入式系统中，动态分配内存可能发生的问题是什么？
        这里，我期望应试者能提到内存碎片，碎片收集的问题，变量的持行时间等等。

         char *ptr;

         if ((ptr = (char *)malloc()) == NULL)

         puts("Got a null pointer");

         else

         puts("Got a valid pointer");

这是一个有趣的问题。最近在我的一个同事不经意把0值传给了函数malloc，得到了一个合法的指针之后，我才想到这个问题。
        这就是上面的代码，该代码的输出是“Got a valid pointer”。
        我用这个开始讨论这样的问题，看看被面试者是否想到库例程这样做是正确。得到正确的答案固然重要，但解决问题的方法和你做决定的基本原理更重要些。
    9. typedef
        typedef 在C语言中频繁用以声明一个已经存在的数据类型的同义字。也可以用预处理器做类似的事。例如，思考一下下面的例子：

        #define dPS struct s *

         typedef struct s * tPS;

以上两种情况的意图都是要定义dPS 和 tPS 作为一个指向结构s指针。哪种方法更好呢？（如果有的话）为什么？
这是一个非常微妙的问题，任何人答对这个问题（正当的原因）是应当被恭喜的。答案是：typedef更好。思考下面的例子：

         dPS p1,p2;

         tPS p3,p4;

第一个扩展为

      struct s * p1, p2;

上面的代码定义p1为一个指向结构的指，p2为一个实际的结构，这也许不是你想要的。第二个例子正确地定义了p3 和p4 两个指针。
10. 晦涩的语法

C语言同意一些令人震惊的结构,下面的结构是合法的吗，如果是它做些什么？

        int a = , b = , c;

         c = a+++b;

这个问题将做为这个测验的一个愉快的结尾。不管你相不相信，上面的例子是完全合乎语法的。
问题是编译器如何处理它？水平不高的编译作者会争论这个问题，根据最处理原则，编译器应当能处理尽可能所有合法的用法。因此，上面的代码被处理成：

        c = a++ + b;

因此, 这段代码持行后a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案，或猜出正确答案，做得好。如果你不知道答案，我也不把这个当作问题。
我发现这个问题的最大好处是:这是一个关于代码编写风格，代码的可读性，代码的可修改性的好的话题

巴特西

C语言面试题（一）

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