c语言面试题（3）

1 读程序段，回答问题
int main(int argc,char *argv[])
{
int c=9,d=0;
c=c++%5;
d=c;
printf("d=%d\n",d);
return 0;
}
a) 写出程序输出
b) 在一个可移植的系统中这种表达式是否存在风险？why?

2.

#include"stdio.h"
int a=0;
int b;
static char c;
int main(int argc,char *argv[])
{
char d=4;
static short e;

a++;
b=100;
c=(char)++a;
e=(++d)++;
printf("a=%d, b=%d, c=%d, d= %d, e=%d",a,b,c,d,e);
return 0;
}
a) 写出程序输出
b) 编译器如果安排各个变量(a,b,c,d)在内存中的布局(eg. stack,heap,data section,bss section),最好用图形方式描述。

3. C/C++基础知识问题
a) 关键字volatile在编译时有什么含义?并给出三个不同使用场景的例子(可以伪代码或者文字描述)。
b) C语言中static关键字的具体作用有哪些 ?
c) 请问下面三种变量声明有何区别?请给出具体含义
int const *p;
int* const p;
int const* const p;

参考答案:
1. 5
存在风险，因为c=c++%5;这个表达式对c有两次修改，行为未定义，c的值不确定
2. int a=0; // data section
int b; // data section
static char c; // BSS
int main(int argc,char *argv[])
{
char d=4; // stack
static short e; // BSS
a++;
b=100;
c=(char)++a;
e=(++d)++;
printf("a=%d, b=%d, c=%d, d= %d, e=%d",a,b,c,d,e);
return 0;
}
a=2,b=100,c=2,d=6,e=5


3 a) 用volatile关键字定义变量，相当于告诉编译器，这个变量的值会随时发生变化，每次使用时都需要去内存里
重新读取它的值，并不要随意针对它作优化。
建议使用volatile变量的场所：
(1) 并行设备的硬件寄存器
(2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量（全局变量）
(3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
b) 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。
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。
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。
static全局变量与普通的全局变量有什么区别：static全局变量只初使化一次，防止在其他文件单元中被引用;
static局部变量和普通局部变量有什么区别：static局部变量只被初始化一次，下一次依据上一次结果值；
static函数与普通函数有什么区别：static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝
c) 一个指向常整型数的指针
一个指向整型数的常指针
一个指向常整型数的常指针

4.用预处理指令#define 声明一个常数，用以表明1年中有多少秒（忽略闰年问题）

#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)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。

5. 预处理器标识#error的目的是什么？

　　如果你不知道答案，请看参考文献1。这问题对区分一个正常的伙计和一个书呆子是很有用的。只有书呆子才会读C语言课本的附录去找出象这种
　　问题的答案。当然如果你不是在找一个书呆子，那么应试者最好希望自己不要知道答案。

　　死循环（Infinite loops）

6. 嵌入式系统中经常要用到无限循环，你怎么样用C编写死循环呢？

　　这个问题用几个解决方案。我首选的方案是：
while(1) { }
　　一些程序员更喜欢如下方案：
for(;;) { }
　　这个实现方式让我为难，因为这个语法没有确切表达到底怎么回事。如果一个应试者给出这个作为方案，我将用这个作为一个机会去探究他们这样做的
　　基本原理。如果他们的基本答案是：“我被教着这样做，但从没有想到过为什么。”这会给我留下一个坏印象。
　　第三个方案是用 goto
　　Loop:
　　...
　　goto Loop;
　　应试者如给出上面的方案，这说明或者他是一个汇编语言程序员（这也许是好事）或者他是一个想进入新领域的BASIC/FORTRAN程序员。

　　数据声明（Data declarations）

7. 用变量a给出下面的定义
　　a) 一个整型数（Aninteger）
　　b) 一个指向整型数的指针（Apointer to an integer）
　　c) 一个指向指针的的指针，它指向的指针是指向一个整型数（Apointer to a pointer to an integer）
　　d) 一个有10个整型数的数组（An array of 10 integers）
　　e) 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 10 pointers tointegers）
　　f) 一个指向有10个整型数数组的指针（A pointer to an array of 10 integers）
　　g) 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（Apointer to a function that takes an integer as an argument and returns aninteger）
　　h) 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（ Anarray of ten pointers to functions that take an integer argument and return aninteger ）

　　答案是：
a) int a; // An integer
　　b) int *a; // A pointer to an integer
　　c) int **a; // A pointer to a pointer to aninteger
　　d) int a[10]; // An array of 10 integers
　　e) int *a[10]; // An array of 10 pointers tointegers
　　f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10integers
　　g) int (*a)(int); // A pointer to a function athat takes an integer argument and returns an integer
　　h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointersto functions that take an integer argument and return an integer
　　

8. 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bitfields。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。我最近不幸看到Infineon为其较复杂的通信芯片写的驱动程序，它用到了bit fields因此完全对我无用，因为我的编译器用其它的方式 来实现bitfields的。从道德讲：永远不要让一个非嵌入式的家伙粘实际硬件的边。
　　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。

　　访问固定的内存位置（Accessing fixed memorylocations）

9. 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。

　　中断（Interrupts）

　　11. 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。

　　代码例子（Code examples）
10. 下面的代码输出是什么，为什么？

void foo(void)
　　{
　　 unsigned int a = 6;
　　 int b = -20;
　　 (a+b > 6) 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。

11. 评价下面的代码片断：

unsigned int zero = 0;
　　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 = ~0;
　　
　　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。不管如何，你就当是这个娱乐吧…
　　

12. 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。这个主题已经在ESP杂志中被广泛地讨论过了（主要是 P.J. Plauger, 他的解释远远超过我这里能提到的任何解释），所有回过头看一下这些杂志吧！让应试者进入一种虚假的安全感觉后，我拿出这么一个小节目：下面的代码片段的输出是什么，为什么？

char *ptr;
　　if ((ptr = (char *)malloc(0)) == 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“Gota valid pointer”。我用这个来开始讨论这样的一问题，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。

Typedef
　　
13. 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。

　　晦涩的语法

　　16. 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 = 5, b = 7, 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实际上会争论这个问题，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

补充：

编译程序时，只要遇到 #error 就会跳出一个编译错误，既然是编译错误，要它干嘛呢？其目的就是保证程序是按照你所设想的那样进行编译的。

下面举个例子：
程序中往往有很多的预处理指令
#ifdef XXX
...
#else

#endif

当程序比较大时，往往有些宏定义是在外部指定的（如makefile），或是在系统头文件中指定的，当你不太确定当前是否定义了 XXX 时，就可以改成如下这样进行编译：

#ifdef XXX
...
#error "XXX has been defined"

#else

#endif

这样,如果编译时出现错误,输出了XXX has been defined,表明宏XXX已经被定义了。

14:考查指针,这道题只适合于那些特别细心且对指针和数组有深入理解的人

main()
{
int a[5] = {1,2,3,4,5};
int *ptr = (int*)(&a+1);

printf("%d %d" , *(a+1), *(ptr-1));
}

这段程序的输出是:
(a) 2 2
(b) 2 1
(c) 2 5
(d) 以上均不是

15:考查类型转换

main()
{
struct node
{
int a;
int b;
int c;
};
struct node s= {3,5,6 };
struct node *pt = &s;
printf("%d" , *(int*)pt);
}

这段程序的输出是:
(a) 3
(b) 5
(c) 6
(d) 7