C语言面试题（一）
裸辭后，本周開始求職之旅。令人厭煩的是，大多數公司都會通知你去面試，然后拿出一紙試題，開始作答，最后筆試成績作為重要的參考來決定是否錄取你。對于大學四年掛了三年科的我，習慣遇到問題令辟溪徑，從不做基礎筆記，經驗積累還是欠缺，面試題是一個很好的度量基礎水平的方式，所以答題環節需要加強。這篇文章我將列出面試初級程序員常出的技術點。答這些題目時，您可能心里會說“我都會，可怎么就答的不準確呢”，那是因為我們題做的少，該較真的時候拿不準，遇到類似的問題不妨go deep下。
我總結了有一下幾類：
1. 宏定義和條件編譯；2. 數據類型和取值范圍；3. 變量聲明，初始化和關鍵字；4. 操作符；5. 訪問固定內存位置；
6. 中斷；7. 代碼示例；8. 動態內存分配；9. typedef； 10.晦澀語法
ps:大部分文章參考地址 http://blog.chinaunix.net/uid-9950859-id-98697.html 對這位大牛表示深深敬意和感謝。
1. 宏定義和條件編譯
a.宏定義
#define DEMO 10/“version GPL ”;//定義一個標志，可以是函數或常量;預處理時僅實現替換，不做任何計算操作; #define (356*24*60*60)UL
我在這想看到幾件事情：
1) #define 語法的基本知識（例如：不能以分號結束，括號的使用，等等）
2) 懂得預處理器將為你計算常數表達式的值，因此，直接寫出你是如何計算一年中有多少秒而不是計算出實際的值，是更清晰而沒有代價的。
3) 意識到這個表達式將使一個16位機的整型數溢出-因此要用到長整型符號L,告訴編譯器這個常數是的長整型數。
4) 如果你在你的表達式中用到UL（表示無符號長整型），那么你有了一個好的起點。記住，第一印象很重要。
#define MIN(（(x),(y)) ((x) > (y) ? (y) : (x));
這個測試是為下面的目的而設的：
1). 標識#define在宏中應用的基本知識。這是很重要的，因為直到嵌入(inline)操作符變為標準C的一部分，宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法，
對于嵌入式系統來說，為了能達到要求的性能，嵌入代碼經常是必須的方法。
2). 三重條件操作符的知識。這個操作符存在C語言中的原因是它使得編譯器能產生比if-then-else更優化的代碼，了解這個用法是很重要的。
3). 懂得在宏中小心地把參數用括號括起來
4). 我也用這個問題開始討論宏的副作用，例如：當你寫下面的代碼時會發生什么事？
least = MIN(*p++, b);
請看下面demo
1 #include <stdio.h>
2
3 #define VERSION "version1.0 powered by wsksec"
4 #define M 3
5 #define N (M + 1)
6 #define MIN((x),(y)) ((x) > (y) ? (y) : (x))
7
8 int main(int argc,char **argv)
9 {
10 int test_a;
11 int test_b;
12 int val;
13
14 test_a = 4;
15 test_b = 5;
16
17 val = MIN(test_a,test_b);
18 printf("val = %d
",val);
19 val = (M + N)*N/2;
20 printf("val = %d
",val);
21 printf(VERSION);
22 printf("
");
23 return 0;
24 }
結果為:val = 4
val = 14//若為 #define N M + 1,val = 21
version1.0 powered by wsksec
代碼有了宏定義具有一下有點:1)增加了程序可讀性;2)重復用到的常量需要變化時只修改一下宏就可以;3)等等
b.條件編譯
1 #define DEMO_H
2 #ifdef DEMO_H //#ifndef
3 {
4 ...
5 }
6 #else //#elif
7 {
8 .....
9 }
10 #endif //
條件編譯方便我們使能代碼模塊功能，也有利于程序跨平臺移植。
2. 數據類型和取值范圍
a.基本數據類型
1 char //字符型，占用一個字節，可以存放本地字符集中的一個字符 2 int //整型，通常反映了所用機器中整數的自然長度 3 float //單精度浮點型 4 double //雙精度浮點型
1)在基本數據類型上可加的限定符：short 和 long;
1 short int sh; 2 long int lo;
上面的兩個int可以省略;通常，short 16bit;long 32bit;int 16bit/32bit,由機器而定;
2)限定符：signed 和 unsigned;
unsigned 和 signed 可限定 char 或任何整型;其中 unsigned 類型的數總是正值或 0;遵守算數模2^n,n是該類型占用的位數。
b.取值范圍
1 signed char //-2^7 ~ 2^7-1,但打印出的字符都為正 2 unsigned char //0 ~ 255,即0 ~ 2^8-1 3 4 signed short //-2^15 ~ 2^15-1 5 unsigned short //0 ~ 2^16-1 6 7 signed int //-2^31 ~ 2^31 - 1 8 unsigned int //0 ~ 2^32 -1 9 10 signed long //-2^31 ~ 2^31 - 1 11 unsigned long //0 ~ 2^32 -1 12 13 signed long long//-2^63 ~ 2^63 - 1 14 unsigned long long//0 ~ 2^64 - 1 15 16 float // +/-3.40282e+038 32bit 17 double // +/-1.79769e+308 64bit 18 long double // +/-1.79769e+308 96bit
ps:面試中遇到個題目;
unsigned char ch = 0x01;
!ch; // 0
i = ~ch; // 個人認為254；用gcc編譯，結果是-2？
3. 變量聲明，初始化和關鍵字
a.變量聲明
對變量的聲明要考慮各種數據類型，包括整型，數組，指針，函數指針等；下面以變量a為例，進行各種數據類型的聲明。
1) 一個整型數（An integer）
2) 一個指向整型數的指針（A pointer to an integer）
3) 一個指向指針的的指針，它指向的指針是指向一個整型數（A pointer to a pointer to an integer）
4) 一個有10個整型數的數組（An array of 10 integers）
5) 一個有10個指針的數組，該指針是指向一個整型數的（An array of 10 pointers to integers）
6) 一個指向有10個整型數數組的指針（A pointer to an array of 10 integers）
7) 一個指向函數的指針，該函數有一個整型參數并返回一個整型數
（A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer）
8) 一個有10個指針的數組，該指針指向一個函數，該函數有一個整型參數并返回一個整型數
（ An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer ）
答案是：
1) int a; // An integer
2) int *a; // A pointer to an integer
3) int **a; // A pointer to a pointer to an integer
4) int a[10]; // An array of 10 integers
5) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers
6) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers
7) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer
8) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer
b.關鍵字
常用的關鍵字有 static const volatile
1)static 作用：
a). 在函數體，一個被聲明為靜態的變量在這一函數被調用過程中維持其值不變。
b). 在模塊內（但在函數體外），一個被聲明為靜態的變量可以被模塊內所用函數訪問，但不能被模塊外其它函數訪問。它是一個本地的全局變量。
c). 在模塊內，一個被聲明為靜態的函數只可被這一模塊內的其它函數調用。那就是，這個函數被限制在聲明它的模塊的本地范圍內使用。
2)const 作用：
意味著“只讀”
const int a; //a是一個常整型數
int const a; //a是一個常整型數
const int *a; //a是一個指向常整型數的指針（也就是，整型數是不可修改的，但指針可以）
int * const a; //a是一個指向整 型數的常指針（也就是說，指針指向的整型數是可以修改的，但指針是不可修改的）
int const * a const; //a是一個指向常整型數的常指針（也就是說，指針指向的整型 數是不可修改的，同時指針也是不可修改的）
用 const 的幾個理由：
a). 關鍵字const的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息，實際上，聲明一個參數為常量是為了告訴了用戶這個參數的應用目的。
如果你曾花很多時間清理 其它人留下的垃圾，你就會很快學會感謝這點多余的信息。
b). 通過給優化器一些附加的信息，使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。
c). 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數，防止其被無意的代碼修改。簡而言之，這樣可以減少bug的出現。
3)volatile 作用：
一個定義為volatile的變量是說這變量可能會被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會去假設這個變量的值了。
精確地說就是，優化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。
下面是volatile變量的幾個例子：
a). 并行設備的硬件寄存器（如：狀態寄存器）
b). 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)
c). 多線程應用中被幾個任務共享的變量
有關 volatile 幾個問題：
a). 一個參數既可以是const還可以是volatile嗎？解釋為什么。
b). 一個指針可以是volatile 嗎？解釋為什么。
c). 下面的函數有什么錯誤：
1 int square(volatile int *ptr)
2 {
3 return *ptr * *ptr;
4 }
下面是答案：
a). 是的。一個例子是只讀的狀態寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程序不應該試圖去修改它。
b). 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer的指針時。
c). 這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由于*ptr指向一個volatile型參數，編譯器將產生類似下面的代碼：
1 int square(volatile int *ptr)
2 {
3 int a,b;
4 a = *ptr;
5 b = *ptr;
6 return a * b;
7 }
由于*ptr的值可能被意想不到地該變，因此a和b可能是不同的。結果，這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：
1 long square(volatile int *ptr)
2 {
3 int a;
4 a = *ptr;
5 return a * a;
6 }
4. 操作符
a.×××關于位操作的題目：
嵌入式系統總是要用戶對變量或寄存器進行位操作。
給定一個整型變量a，寫兩段代碼，第一個設置a的bit 3，第二個清除a 的bit 3。在以上兩個操作中，要保持其它位不變。
對這個問題有三種基本的反應
1). 不知道如何下手。該被面者從沒做過任何嵌入式系統的工作。
2). 用bit fields。Bit fields是被扔到C語言死角的東西，它保證你的代碼在不同編譯器之間是不可移植的，同時也保證了的你的代碼是不可重用的。
3). 用 #defines 和 bit masks 操作。這是一個有極高可移植性的方法，是應該被用到的方法。最佳的解決方案如下：
1 #define BIT3 (0x1<<3)
2 static int a;
3 void set_bit3(void)
4 {
5 a |= BIT3;
6 }
7 void clear_bit3(void)
8 {
9 a &= ~BIT3;
10 }
一些人喜歡為設置和清除值而定義一個掩碼同時定義一些說明常數，這也是可以接受的。我希望看到幾個要點：說明常數、|=和&=~操作。
5. 訪問固定的內存位置（Accessing fixed memory locations）
嵌入式系統經常具有要求程序員去訪問某特定的內存位置的特點。
在某工程中，要求設置一絕對地址為0x67a9的整型變量的值為0xaa66。編譯器是一個純粹的ANSI編譯器。寫代碼去完成這一任務。
這一問題測試你是否知道為了訪問一絕對地址把一個整型數強制轉換（typecast）為一指針是合法的。
這一問題的實現方式隨著個人風格不同而不同。典型的類似代碼如下：
1 int *ptr; 2 ptr = (int *)0x67a9; 3 *ptr = 0xaa55;
一個較晦澀的方法是：
*(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;
即使你的品味更接近第二種方案，但我建議你在面試時使用第一種方案。
6. 中斷
中斷是嵌入式系統中重要的組成部分，這導致了很多編譯開發商提供一種擴展—讓標準C支持中斷。
具代表事實是，產生了一個新的關鍵字 __interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序(ISR)，請評論一下這段代碼的。
1 __interrupt double compute_area (double radius)
2 {
3 double area = PI * radius * radius;
4 printf(" Area = %f", area);
5 return area;
6 }
這個函數有太多的錯誤了，以至讓人不知從何說起了：
1). ISR 不能返回一個值。如果你不懂這個，那么你不會被雇用的。
2). ISR 不能傳遞參數。如果你沒有看到這一點，你被雇用的機會等同第一項。
3). 在許多的處理器/編譯器中，浮點一般都是不可重入的。
有些處理器/編譯器需要讓額處的寄存器入棧，有些處理器/編譯器就是不允許在ISR中做浮點運算。
此外，ISR應該是短而有效率的，在ISR中做浮點運算是不明智的。
4). 與第三點一脈相承，printf()經常有重入和性能上的問題。如果你丟掉了第三和第四點，我不會太為難你的。
不用說，如果你能得到后兩點，那么你的被雇用前景越來越光明了。
7. 代碼例子（Code examples）
a. 下面的代碼輸出是什么，為什么？
1 void foo(void)
2 {
3 unsigned int a = 6;
4 int b = -20;
5 (a+b > 6) puts("> 6") : puts("<= 6");
6 }
這個問題測試你是否懂得C語言中的整數自動轉換原則，我發現有些開發者懂得極少這些東西。不管如何，這無符號整型問題的答案是輸出是“>6”。
原因是:當表達式中存在有符號類型和無符號類型時所有的操作數都自動轉換為無符號類型。
因此-20變成了一個非常大的正整數，所以該表達式計算出的結果大于6。
這一點對于應當頻繁用到無符號數據類型的嵌入式系統來說是豐常重要的。如果你答錯了這個問題，你也就到了得不到這份工作的邊緣。
b. 評價下面的代碼片斷：
1 unsigned int zero = 0; 2 unsigned int compzero = 0xFFFF; 3 /*1's complement of zero */
對于一個int型不是16位的處理器為說，上面的代碼是不正確的。應編寫如下：
unsigned int compzero = ~0;
這一問題真正能揭露出應試者是否懂得處理器字長的重要性。
在我的經驗里，好的嵌入式程序員非常準確地明白硬件的細節和它的局限，然而PC機程序往往把硬件作為一個無法避免的煩惱。
到了這個階段，應試者或者完全垂頭喪氣了或者信心滿滿志在必得。如果顯然應試者不是很好，那么這個測試就在這里結束了。
但如果顯然應試者做得不錯，那么我 就扔出下面的追加問題，這些問題是比較難的，我想僅僅非常優秀的應試者能做得不錯。
提出這些問題，我希望更多看到應試者應付問題的方法，而不是答案。
8. 動態內存分配（Dynamic memory allocation）
a.盡管不像非嵌入式計算機那么常見，嵌入式系統還是有從堆（heap）中動態分配內存的過程的。那么嵌入式系統中，動態分配內存可能發生的問題是什么？
這里，我期望應試者能提到內存碎片，碎片收集的問題，變量的持行時間等等。
1 char *ptr;
2 if ((ptr = (char *)malloc(0)) == NULL)
3 puts("Got a null pointer");
4 else
5 puts("Got a valid pointer");
這是一個有趣的問題。最近在我的一個同事不經意把0值傳給了函數malloc，得到了一個合法的指針之后，我才想到這個問題。
這就是上面的代碼，該代碼的 輸出是“Got a valid pointer”。
我用這個開始討論這樣的問題，看看被面試者是否想到庫例程這樣做是正確。得到正確的答案固然重要，但解決問題的方法和你做決定的基本原理更重要些。
9. typedef
typedef 在C語言中頻繁用以聲明一個已經存在的數據類型的同義字。也可以用預處理器做類似的事。例如，思考一下下面的例子：
1 #define dPS struct s * 2 typedef struct s * tPS;
以上兩種情況的意圖都是要定義dPS 和 tPS 作為一個指向結構s指針。哪種方法更好呢？（如果有的話）為什么？
這是一個非常微妙的問題，任何人答對這個問題（正當的原因）是應當被恭喜的。答案是：typedef更好。思考下面的例子：
1 dPS p1,p2; 2 tPS p3,p4;
第一個擴展為
struct s * p1, p2;
上面的代碼定義p1為一個指向結構的指，p2為一個實際的結構，這也許不是你想要的。第二個例子正確地定義了p3 和p4 兩個指針。
10. 晦澀的語法
C語言同意一些令人震驚的結構,下面的結構是合法的嗎，如果是它做些什么？
1 int a = 5, b = 7, c; 2 c = a+++b;
這個問題將做為這個測驗的一個愉快的結尾。不管你相不相信，上面的例子是完全合乎語法的。
問題是編譯器如何處理它？水平不高的編譯作者會爭論這個問題，根據最處理原則，編譯器應當能處理盡可能所有合法的用法。因此，上面的代碼被處理成：
c = a++ + b;
因此, 這段代碼持行后a = 6, b = 7, c = 12。
如果你知道答案，或猜出正確答案，做得好。如果你不知道答案，我也不把這個當作問題。
我發現這個問題的最大好處是:這是一個關于代碼編寫風格，代碼的可讀性，代碼的可修改性的好的話題
wsksec@gmail.com
Pressing on Toward the Goal
總結
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