C/C++ 程序設計員應聘常見面試試題深入剖析

1.引言


  本文的寫作目的並不在於提供C/C++程序員求職面試指導,而旨在從技術上分析面試題的內涵。文中的大多數面試題來自各大論壇,部分試題解答也參考了網友的意見。

  許多面試題看似簡單,卻需要深厚的基本功才能給出完美的解答。企業要求面試者寫一個最簡單的strcpy函數都可看出面試者在技術上究竟達到了怎樣的程度,我們能真正寫好一個strcpy函數嗎?我們都覺得自己能,可是我們寫出的strcpy很可能只能拿到10分中的2分。讀者可從本文看到strcpy函數從2分到10分解答的例子,看看自己屬於什麼樣的層次。此外,還有一些面試題考查面試者敏捷的思維能力。

  分析這些面試題,本身包含很強的趣味性;而作爲一名研發人員,通過對這些面試題的深入剖析則可進一步增強自身的內功。

  2.找錯題

  試題1

void test1()
{
 
char string[10];
 
char* str1 = "0123456789";
 strcpy( 
string, str1 );
}

  試題2
void test2()
{
 
char string[10], str1[10];
 
int i;
 
for(i=0; i<10; i++)
 
{
  str1 
= 'a';
 }

 strcpy( 
string, str1 );
}

  試題3
void test3(char* str1)
{
 
char string[10];
 
if( strlen( str1 ) <= 10 )
 
{
  strcpy( 
string, str1 );
 }

}

  解答:

  試題1字符串str1需要11個字節才能存放下(包括末尾的’/0’),而string只有10個字節的空間,strcpy會導致數組越界;

  對試題2,如果面試者指出字符數組str1不能在數組內結束可以給3分;如果面試者指出strcpy(string, str1)調用使得從str1內存起復制到string內存起所複製的字節數具有不確定性可以給7分,在此基礎上指出庫函數strcpy工作方式的給10分;

  對試題3if(strlen(str1) <= 10)應改爲if(strlen(str1) < 10),因爲strlen的結果未統計’/0’所佔用的1個字節。

  剖析:

  考查對基本功的掌握:

  (1)字符串以’/0’結尾;

  (2)對數組越界把握的敏感度;

  (3)庫函數strcpy的工作方式,如果編寫一個標準strcpy函數的總分值爲10,下面給出幾個不同得分的答案:

  2
void strcpy( char *strDest, char *strSrc )
{
  
while( (*strDest++ = * strSrc++!= ‘0’ );
}

  4
void strcpy( char *strDest, const char *strSrc )
//將源字符串加const,表明其爲輸入參數,加2分
{
  
while( (*strDest++ = * strSrc++!= ‘0’ );
}

  7
void strcpy(char *strDest, const char *strSrc)
{
 
//對源地址和目的地址加非0斷言,加3分
 assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );
 
while( (*strDest++ = * strSrc++!= ‘0’ );
}

  10
//爲了實現鏈式操作,將目的地址返回,加3分!

char * strcpy( char *strDest, const char *strSrc )
{
 assert( (strDest 
!= NULL) && (strSrc != NULL) );
 
char *address = strDest;
 
while( (*strDest++ = * strSrc++!= ‘0’ );
  
return address;
}

  從2分到10分的幾個答案我們可以清楚的看到,小小的strcpy竟然暗藏着這麼多玄機,真不是蓋的!需要多麼紮實的基本功才能寫一個完美的strcpy啊!

  (4)strlen的掌握,它沒有包括字符串末尾的'/0'

  讀者看了不同分值的strcpy版本,應該也可以寫出一個10分的strlen函數了,完美的版本爲:

int strlen( const char *str ) //輸入參數const

{
 assert( strt 
!= NULL ); //斷言字符串地址非0
 int len;
 
while( (*str++!= '' )
 
{
  len
++;
 }

 
return len;
}

  試題4
void GetMemory( char *p )
{
 p 
= (char *) malloc( 100 );
}


void Test( void )
{
 
char *str = NULL;
 GetMemory( str );
 strcpy( str, 
"hello world" );
 printf( str );
}

  試題5
char *GetMemory( void )
{
 
char p[] = "hello world";
 
return p;
}


void Test( void )
{
 
char *str = NULL;
 str 
= GetMemory();
 printf( str );
}

  試題6
void GetMemory( char **p, int num )
{
 
*= (char *) malloc( num );
}


void Test( void )
{
 
char *str = NULL;
 GetMemory( 
&str, 100 );
 strcpy( str, 
"hello" );
 printf( str );
}

  試題7

void Test( void )
{
 
char *str = (char *) malloc( 100 );
 strcpy( str, 
"hello" );
 free( str );
 ... 
//省略的其它語句
}

  解答:

  試題4傳入中GetMemory( char *p )函數的形參爲字符串指針,在函數內部修改形參並不能真正的改變傳入形參的值,執行完

  後的str仍然爲NULL
char *str = NULL;
GetMemory( str ); 

  試題5
char p[] = "hello world";
return p; 

  的p[]數組爲函數內的局部自動變量,在函數返回後,內存已經被釋放。這是許多程序員常犯的錯誤,其根源在於不理解變量的生存期。

  試題6GetMemory避免了試題4的問題,傳入GetMemory的參數爲字符串指針的指針,但是在GetMemory中執行申請內存及賦值語句
*= (char *) malloc( num );

  後未判斷內存是否申請成功,應加上:
if ( *== NULL )
{
 ...
//進行申請內存失敗處理
}

  試題7存在與試題6同樣的問題,在執行
char *str = (char *) malloc(100);

  後未進行內存是否申請成功的判斷;另外,在free(str)後未置str爲空,導致可能變成一個指針,應加上:
str = NULL;

  試題6Test函數中也未對malloc的內存進行釋放。

  剖析:

  試題47考查面試者對內存操作的理解程度,基本功紮實的面試者一般都能正確的回答其中50~60的錯誤。但是要完全解答正確,卻也絕非易事。

  對內存操作的考查主要集中在:

  (1)指針的理解;

  (2)變量的生存期及作用範圍;

  (3)良好的動態內存申請和釋放習慣。

  再看看下面的一段程序有什麼錯誤:
swap( int* p1,int* p2 )
{
 
int *p;
 
*= *p1;
 
*p1 = *p2;
 
*p2 = *p;
}

  在swap函數中,p是一個指針,有可能指向系統區,導致程序運行的崩潰。在VC++DEBUG運行時提示錯誤“Access Violation”。該程序應該改爲:
swap( int* p1,int* p2 )
{
 
int p;
 p 
= *p1;
 
*p1 = *p2;
 
*p2 = p;
}

3.內功題

  試題1:分別給出BOOLintfloat,指針變量 零值比較的 if 語句(假設變量名爲var

  解答:

   BOOL型變量:if(!var)

   int型變量: if(var==0)

   float型變量:

   const float EPSINON = 0.00001;

   if ((x >= - EPSINON) && (x <= EPSINON)

   指針變量:  if(var==NULL)

  剖析:

  考查對0值判斷的內功BOOL型變量的0判斷完全可以寫成if(var==0),而int型變量也可以寫成if(!var),指針變量的判斷也可以寫成if(!var),上述寫法雖然程序都能正確運行,但是未能清晰地表達程序的意思。
 一般的,如果想讓if判斷一個變量的,應直接使用if(var)if(!var),表明其爲邏輯判斷;如果用if判斷一個數值型變量(shortintlong),應該用if(var==0),表明是與0進行數值上的比較;而判斷指針則適宜用if(var==NULL),這是一種很好的編程習慣。

  浮點型變量並不精確,所以不可將float變量用“==”=”與數字比較,應該設法轉化成“>=”“<=”形式。如果寫成if (x == 0.0),則判爲錯,得0分。

  試題2:以下爲Windows NT下的32C++程序,請計算sizeof的值

void Func ( char str[100] )
{
 
sizeof( str ) = ?
}


void *= malloc( 100 );
sizeof ( p ) = ?

  解答:

sizeof( str ) = 4
sizeof ( p ) = 4
  剖析:

  Func ( char str[100] )函數中數組名作爲函數形參時,在函數體內,數組名失去了本身的內涵,僅僅只是一個指針;在失去其內涵的同時,它還失去了其常量特性,可以作自增、自減等操作,可以被修改。

  數組名的本質如下:

  (1)數組名指代一種數據結構,這種數據結構就是數組;

  例如:
char str[10];
cout << 
sizeof(str) << endl;

  輸出結果爲10str指代數據結構char[10]

  (2)數組名可以轉換爲指向其指代實體的指針,而且是一個指針常量,不能作自增、自減等操作,不能被修改;
char str[10];
str
++//編譯出錯,提示str不是左值 

  (3)數組名作爲函數形參時,淪爲普通指針。

  Windows NT 32位平臺下,指針的長度(佔用內存的大小)爲4字節,故sizeof( str ) sizeof ( p ) 都爲4

  試題3:寫一個標準MIN,這個宏輸入兩個參數並返回較小的一個。另外,當你寫下面的代碼時會發生什麼事?

least = MIN(*p++, b);

  解答:
#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))

  MIN(*p++, b)會產生宏的副作用

  剖析:

  這個面試題主要考查面試者對宏定義的使用,宏定義可以實現類似於函數的功能,但是它終歸不是函數,而宏定義中括弧中的參數也不是真的參數,在宏展開的時候對參數進行的是一對一的替換。

  程序員對宏定義的使用要非常小心,特別要注意兩個問題:

  (1)謹慎地將宏定義中的參數和整個宏用用括弧括起來。所以,嚴格地講,下述解答:

#define MIN(A,B) (A) <= (B) ? (A) : (B)
#define MIN(A,B) (A <= B ? A : B )

  都應判0分;

  (2)防止宏的副作用。

  宏定義#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))MIN(*p++, b)的作用結果是:
((*p++<= (b) ? (*p++) : (*p++))

  這個表達式會產生副作用,指針p會作三次++自增操作。

  除此之外,另一個應該判0分的解答是:
#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B)); 

  這個解答在宏定義的後面加“;”,顯示編寫者對宏的概念模糊不清,只能被無情地判0分並被面試官淘汰。

  試題4:爲什麼標準頭文件都有類似以下的結構?
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#ifdef __cplusplus

extern "C" {
#endif
/*...*/
#ifdef __cplusplus
}


#endif
#endif /* __INCvxWorksh */

  解答:

  頭文件中的編譯宏
#ifndef __INCvxWorksh
#define __INCvxWorksh
#endif 

  的作用是防止被重複引用。

  作爲一種面向對象的語言,C++支持函數重載,而過程式語言C則不支持。函數被C++編譯後在symbol庫中的名字與C語言的不同。例如,假設某個函數的原型爲:
void foo(int x, int y);

  該函數被C編譯器編譯後在symbol庫中的名字爲_foo,而C++編譯器則會產生像_foo_int_int之類的名字。_foo_int_int這樣的名字包含了函數名和函數參數數量及類型信息,C++就是考這種機制來實現函數重載的。

  爲了實現CC++的混合編程,C++提供了C連接交換指定符號extern "C"來解決名字匹配問題,函數聲明前加上extern "C"後,則編譯器就會按照C語言的方式將該函數編譯爲_foo,這樣C語言中就可以調用C++的函數了。
試題5:編寫一個函數,作用是把一個char組成的字符串循環右移n個。比如原來是“abcdefghi”如果n=2,移位後應該是“hiabcdefgh”

  函數頭是這樣的:
//pStr是指向以'�'結尾的字符串的指針
//steps是要求移動的n

void LoopMove ( char * pStr, int steps )
{
 
//請填充...
}

  解答:

  正確解答1
void LoopMove ( char *pStr, int steps )
{
 
int n = strlen( pStr ) - steps;
 
char tmp[MAX_LEN];
 strcpy ( tmp, pStr 
+ n );
 strcpy ( tmp 
+ steps, pStr);
 
*( tmp + strlen ( pStr ) ) = '';
 strcpy( pStr, tmp );
}

  正確解答2
void LoopMove ( char *pStr, int steps )
{
 
int n = strlen( pStr ) - steps;
 
char tmp[MAX_LEN];
 memcpy( tmp, pStr 
+ n, steps );
 memcpy(pStr 
+ steps, pStr, n );
 memcpy(pStr, tmp, steps );
}

  剖析:

  這個試題主要考查面試者對標準庫函數的熟練程度,在需要的時候引用庫函數可以很大程度上簡化程序編寫的工作量。

  最頻繁被使用的庫函數包括:

  (1 strcpy

  (2 memcpy

  (3 memset

  試題6:已知WAV文件格式如下表,打開一個WAV文件,以適當的數據結構組織WAV文件頭並解析WAV格式的各項信息。

  WAVE文件格式說明表

 

偏移地址

字節數

數據類型

文件頭

00H

4

Char

"RIFF"標誌

04H

4

int32

文件長度

08H

4

Char

"WAVE"標誌

0CH

4

Char

"fmt"標誌

10H

4

 

過渡字節(不定)

14H

2

int16

格式類別

16H

2

int16

通道數

18H

2

int16

採樣率(每秒樣本數),表示每個通道的播放速度

1CH

4

int32

波形音頻數據傳送速率

20H

2

int16

數據塊的調整數(按字節算的)

22H

2

 

每樣本的數據位數

24H

4

Char

數據標記符"data

28H

4

int32

語音數據的長度

  解答:

  將WAV文件格式定義爲結構體WAVEFORMAT

typedef struct tagWaveFormat
{
 
char cRiffFlag[4];
 UIN32 nFileLen;
 
char cWaveFlag[4];
 
char cFmtFlag[4];
 
char cTransition[4];
 UIN16 nFormatTag ;
 UIN16 nChannels;
 UIN16 nSamplesPerSec;
 UIN32 nAvgBytesperSec;
 UIN16 nBlockAlign;
 UIN16 nBitNumPerSample;
 
char cDataFlag[4];
 UIN16 nAudioLength;

}
 WAVEFORMAT;

  假設WAV文件內容讀出後存放在指針buffer開始的內存單元內,則分析文件格式的代碼很簡單,爲:
WAVEFORMAT waveFormat;
memcpy( 
&waveFormat, buffer,sizeof( WAVEFORMAT ) ); 

  直接通過訪問waveFormat的成員,就可以獲得特定WAV文件的各項格式信息。

  剖析:

  試題6考查面試者組織數據結構的能力,有經驗的程序設計者將屬於一個整體的數據成員組織爲一個結構體,利用指針類型轉換,可以將memcpymemset等函數直接用於結構體地址,進行結構體的整體操作。 透過這個題可以看出面試者的程序設計經驗是否豐富。

  試題7:編寫類String的構造函數、析構函數和賦值函數,已知類String的原型爲:
class String
{
 
public:
  String(
const char *str = NULL); // 普通構造函數
  String(const String &other); // 拷貝構造函數
  ~ String(void); // 析構函數
  String & operate =(const String &other); // 賦值函數
 private:
  
char *m_data; // 用於保存字符串
}
;

  解答:

//普通構造函數

String::String(
const char *str)
{
 
if(str==NULL)
 
{
  m_data 
= new char[1]; // 得分點:對空字符串自動申請存放結束標誌'�'的空
  
//加分點:對m_data加NULL 判斷
  *m_data = '';
 }

 
else
 
{
  
int length = strlen(str);
  m_data 
= new char[length+1]; // 若能加 NULL 判斷則更好
  strcpy(m_data, str);
 }

}


// String的析構函數

String::
~String(void)
{
 delete [] m_data; 
// 或delete m_data;
}


//拷貝構造函數

String::String(
const String &other)    // 得分點:輸入參數爲const型
{
 
int length = strlen(other.m_data);
 m_data 
= new char[length+1];     //加分點:對m_data加NULL 判斷
 strcpy(m_data, other.m_data);
}


//賦值函數

String 
& String::operate =(const String &other) // 得分點:輸入參數爲const型
{
 
if(this == &other)   //得分點:檢查自賦值
  return *this;
 delete [] m_data;     
//得分點:釋放原有的內存資源
 int length = strlen( other.m_data );
 m_data 
= new char[length+1];  //加分點:對m_data加NULL 判斷
 strcpy( m_data, other.m_data );
 
return *this;         //得分點:返回本對象的引用
}

  剖析:

  能夠準確無誤地編寫出String類的構造函數、拷貝構造函數、賦值函數和析構函數的面試者至少已經具備了C++基本功的60%以上!

  在這個類中包括了指針類成員變量m_data,當類中包括指針類成員變量時,一定要重載其拷貝構造函數、賦值函數和析構函數,這既是對C++程序員的基本要求,也是《Effective C++》中特別強調的條款。

  仔細學習這個類,特別注意加註釋的得分點和加分點的意義,這樣就具備了60%以上的C++基本功!

  試題8:請說出staticconst關鍵字儘可能多的作用

  解答:

  static關鍵字至少有下列n個作用:

  (1)函數體內static變量的作用範圍爲該函數體,不同於auto變量,該變量的內存只被分配一次,因此其值在下次調用時仍維持上次的值;

  (2)在模塊內的static全局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;

  (3)在模塊內的static函數只可被這一模塊內的其它函數調用,這個函數的使用範圍被限制在聲明它的模塊內;

  (4)在類中的static成員變量屬於整個類所擁有,對類的所有對象只有一份拷貝;

  (5)在類中的static成員函數屬於整個類所擁有,這個函數不接收this指針,因而只能訪問類的static成員變量。

  const關鍵字至少有下列n個作用:

  (1)欲阻止一個變量被改變,可以使用const關鍵字。在定義該const變量時,通常需要對它進行初始化,因爲以後就沒有機會再去改變它了;

  (2)對指針來說,可以指定指針本身爲const,也可以指定指針所指的數據爲const,或二者同時指定爲const

  (3)在一個函數聲明中,const可以修飾形參,表明它是一個輸入參數,在函數內部不能改變其值;

  (4)對於類的成員函數,若指定其爲const類型,則表明其是一個常函數,不能修改類的成員變量;

  (5)對於類的成員函數,有時候必須指定其返回值爲const類型,以使得其返回值不爲左值。例如:
const classA operator*(const classA& a1,const classA& a2);
  operator*的返回結果必須是一個const對象。如果不是,這樣的變態代碼也不會編譯出錯:
classA a, b, c;
(a * b) = c; //
a*b的結果賦值
  操作(a * b) = c顯然不符合編程者的初衷,也沒有任何意義。

  剖析:

  驚訝嗎?小小的staticconst居然有這麼多功能,我們能回答幾個?如果只能回答1~2個,那還真得閉關再好好修煉修煉。

  這個題可以考查面試者對程序設計知識的掌握程度是初級、中級還是比較深入,沒有一定的知識廣度和深度,不可能對這個問題給出全面的解答。大多數人只能回答出staticconst關鍵字的部分功能。

  4.技巧題

  試題1:請寫一個C函數,若處理器是Big_endian的,則返回0;若是Little_endian的,則返回1

  解答:
int checkCPU()
{
 
{
  union w
  
{
   
int a;
   
char b;
  }
 c;
  c.a 
= 1;
  
return (c.b == 1);
 }

}

  剖析:

  嵌入式系統開發者應該對Little-endianBig-endian模式非常瞭解。採用Little-endian模式的CPU對操作數的存放方式是從低字節到高字節,而Big-endian模式對操作數的存放方式是從高字節到低字節。例如,16bit寬的數0x1234Little-endian模式CPU內存中的存放方式(假設從地址0x4000開始存放)爲:

內存地址

存放內容

0x4000

0x34

0x4001

0x12

  而在Big-endian模式CPU內存中的存放方式則爲:

內存地址

存放內容

0x4000

0x12

0x4001

0x34

  32bit寬的數0x12345678Little-endian模式CPU內存中的存放方式(假設從地址0x4000開始存放)爲:

內存地址

存放內容

0x4000

0x78

0x4001

0x56

0x4002

0x34

0x4003

0x12

  而在Big-endian模式CPU內存中的存放方式則爲:

內存地址

存放內容

0x4000

0x12

0x4001

0x34

0x4002

0x56

0x4003

0x78

  聯合體union的存放順序是所有成員都從低地址開始存放,面試者的解答利用該特性,輕鬆地獲得了CPU對內存採用Little-endian還是Big-endian模式讀寫。如果誰能當場給出這個解答,那簡直就是一個天才的程序員。

  試題2:寫一個函數返回1+2+3+…+n的值(假定結果不會超過長整型變量的範圍)

  解答:

int Sum( int n )
{
 
return ( (long)1 + n) * n / 2;  //或return (1l + n) * n / 2;
}

  剖析:
 
  對於這個題,只能說,也許最簡單的答案就是最好的答案。下面的解答,或者基於下面的解答思路去優化,不管怎麼折騰,其效率也不可能與直接return ( 1 l + n ) * n / 2相比!
int Sum( int n )
{
 
long sum = 0;
 
forint i=1; i<=n; i++ )
 
{
  sum 
+= i;
 }

 
return sum;
}
 

  所以程序員們需要敏感地將數學等知識用在程序設計中。

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