分析c/c++面试题的内涵

2013-08-18 17:02:54

 [转]分析c/c++面试题的内涵

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1.引言

　　本文的写作目的并不在于提供C/C++程序员求职面试指导，而旨在从技术上分析面试题的内涵。文中的大多数面试题来自各大论坛，部分试题解答也参考了网友的意见。

　　许多面试题看似简单，却需要深厚的基本功才能给出完美的解答。企业要求面试者写一个最简单的strcpy函数都可看出面试者在技术上究竟达到了怎样的程度，我们能真正写好一个strcpy函数吗?我们都觉得自己能，可是我们写出的strcpy很可能只能拿到10分中的2分。读者可从本文看到strcpy 函数从2分到10分解答的例子，看看自己属于什么样的层次。此外，还有一些面试题考查面试者敏捷的思维能力。

　　分析这些面试题，本身包含很强的趣味性;而作为一名研发人员，通过对这些面试题的深入剖析则可进一步增强自身的内功。

2.找错题

　　试题1：

　　void test1()

　　{

　　char string[10];

　　char* str1 = "0123456789";

　　strcpy( string, str1 );

　　}

　　试题2：

　　void test2()

　　{

　　char string[10], str1[10];

　　int i;

　　for(i=0; i<10; i++)

　　{

　　str1 = ‘a’;

　　}

　　strcpy( string, str1 );

　　}

　　试题3：

　　void test3(char* str1)

　　{

　　char string[10];

　　if( strlen( str1 ) <= 10 )

　　{

　　strcpy( string, str1 );

　　}

　　}

　　解答：

　　试题1字符串str1需要11个字节才能存放下(包括末尾的‘\0’)，而string只有10个字节的空间，strcpy会导致数组越界;

　　对试题2，如果面试者指出字符数组str1不能在数组内结束可以给3分;如果面试者指出strcpy(string， str1)调用使得从str1内存起复制到string内存起所复制的字节数具有不确定性可以给7分，在此基础上指出库函数strcpy工作方式的给10 分;

　　对试题3，if(strlen(str1) <= 10)应改为if(strlen(str1) < 10)，因为strlen的结果未统计‘\0’所占用的1个字节。

　　剖析：

　　考查对基本功的掌握：

　　(1)字符串以‘\0’结尾;

　　(2)对数组越界把握的敏感度;

　　(3)库函数strcpy的工作方式，如果编写一个标准strcpy函数的总分值为10，下面给出几个不同得分的答案： 2分

　　void strcpy( char *strDest, char *strSrc )

　　{

　　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘\0’ );

　　}

　　4分

　　void strcpy( char *strDest, const char *strSrc )

　　//将源字符串加const，表明其为输入参数，加2分

　　{

　　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘\0’ );

　　}

　　7分

　　void strcpy(char *strDest, const char *strSrc)

　　{

　　//对源地址和目的地址加非0断言，加3分

　　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );

　　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘\0’ );

　　}

　　10分

　　//为了实现链式操作，将目的地址返回，加3分!

　　char * strcpy( char *strDest, const char *strSrc )

　　{

　　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );

　　char *address = strDest;

　　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘\0’ );

　　return address;

　　}

　　从2分到10分的几个答案我们可以清楚的看到，小小的strcpy竟然暗藏着这么多玄机，真不是盖的!需要多么扎实的基本功才能写一个完美的strcpy啊!

　　(4)对strlen的掌握，它没有包括字符串末尾的’\0′.

　　读者看了不同分值的strcpy版本，应该也可以写出一个10分的strlen函数了，完美的版本为： int strlen( const char *str ) //输入参数const

　　{

　　assert( strt != NULL ); //断言字符串地址非0

　　int len;

　　while( (*str++) != ‘\0′ )

　　{

　　len++;

　　}

　　return len;

　　}

　　试题4：

　　void GetMemory( char *p )

　　{

　　p = (char *) malloc( 100 );

　　}

　　void Test( void )

　　{

　　char *str = NULL;

　　GetMemory( str );

　　strcpy( str, "hello world" );

　　printf( str );

　　}

　　试题5：

　　char *GetMemory( void )

　　{

　　char p[] = "hello world";

　　return p;

　　}

　　void Test( void )

　　{

　　char *str = NULL;

　　str = GetMemory();

　　printf( str );

　　}

　　试题6：

　　void GetMemory( char **p, int num )

　　{

　　*p = (char *) malloc( num );

　　}

　　void Test( void )

　　{

　　char *str = NULL;

　　GetMemory( &str, 100 );

　　strcpy( str, "hello" );

　　printf( str );

　　}

　　试题7：

　　void Test( void )

　　{

　　char *str = (char *) malloc( 100 );

　　strcpy( str, "hello" );

　　free( str );

　　… //省略的其它语句

　　}

　　解答：

　　试题4传入中GetMemory( char *p )函数的形参为字符串指针，在函数内部修改形参并不能真正的改变传入形参的值，执行完

　　char *str = NULL;

　　GetMemory( str );

　　后的str仍然为NULL;

　　试题5中

　　char p[] = "hello world";

　　return p;

　　的p[]数组为函数内的局部自动变量，在函数返回后，内存已经被释放。这是许多程序员常犯的错误，其根源在于不理解变量的生存期。

　　试题6的GetMemory避免了试题4的问题，传入GetMemory的参数为字符串指针的指针，但是在GetMemory中执行申请内存及赋值语句

　　*p = (char *) malloc( num );

　　后未判断内存是否申请成功，应加上：

　　if ( *p == NULL )

　　{……//进行申请内存失败处理}

　　试题7存在与试题6同样的问题，在执行

　　char *str = (char *) malloc(100);

　　后未进行内存是否申请成功的判断;另外，在free(str)后未置str为空，导致可能变成一个“野”指针，应加上：

　　str = NULL;

　　试题6的Test函数中也未对malloc的内存进行释放。

　　剖析：

　　试题4～7考查面试者对内存操作的理解程度，基本功扎实的面试者一般都能正确的回答其中50~60的错误。但是要完全解答正确，却也绝非易事。

　　对内存操作的考查主要集中在：

　　(1)指针的理解;

　　(2)变量的生存期及作用范围;

　　(3)良好的动态内存申请和释放习惯。

　　再看看下面的一段程序有什么错误： swap( int* p1,int* p2 )

　　{

　　int *p;

　　*p = *p1;

　　*p1 = *p2;

　　*p2 = *p;

　　}

　　在swap函数中，p是一个“野”指针，有可能指向系统区，导致程序运行的崩溃。在VC++中DEBUG运行时提示错误“Access Violation”。该程序应该改为： swap( int* p1,int* p2 )

　　{

　　int p;

　　p = *p1;

　　*p1 = *p2;

　　*p2 = p;

　　}

上面p为int，而非int*。

若改为

void swap_2(int *p,int *q)
{
 int *pTmp;
 pTmp = p;
 p = q;
 q = pTmp;
}

用swap_2函数仍然不能交换p、q所指向的内容。

　　3.内功题

　　试题1：

　　分别给出BOOL，int，float，指针变量 与“零值”比较的 if 语句(假设变量名为var)

　　解答：

　　BOOL型变量：if(!var)

　　int型变量： if(var==0)

　　float型变量：

　　const float EPSINON = 0.00001;

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

　　指针变量：　　if(var==NULL)

　　剖析：

　　考查对0值判断的“内功”，BOOL型变量的0判断完全可以写成if(var==0)，而int型变量也可以写成if(!var)，指针变量的判断也可以写成if(!var)，上述写法虽然程序都能正确运行，但是未能清晰地表达程序的意思。

　　一般的，如果想让if判断一个bool变量的“真”、“假”，应直接使用if(var)、if(!var)，表明其为“逻辑”判断;如果用if判断一个数值型变量(short、int、long等)，应该用if(var==0)，表明是与0进行“数值”上的比较;而判断指针则适宜用if(var==NULL)，这是一种很好的编程习惯。

　　浮点型变量并不精确，所以不可将float变量用“==”或“!=”与数字比较，应该设法转化成“>=”或“<=”形式。如果写成if (x == 0.0)，则判为错，得0分。

　　试题2：以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值 void Func ( char str[100] )

　　{

　　sizeof( str ) = ?

　　}

　　void *p = malloc( 100 );

　　sizeof ( p ) = ?

　　解答：

　　sizeof( str ) = 4

　　sizeof ( p ) = 4

　　剖析：

　　Func ( char str[100] )函数中数组名作为函数形参时，在函数体内，数组名失去了本身的内涵，仅仅只是一个指针;在失去其内涵的同时，它还失去了其常量特性，可以作自增、自减等操作，可以被修改。

　　数组名的本质如下：

　　(1)数组名指代一种数据结构，这种数据结构就是数组;

　　例如：

　　char str[10];

　　cout << sizeof(str) << endl;

　　输出结果为10，str指代数据结构char[10].

　　(2)数组名可以转换为指向其指代实体的指针，而且是一个指针常量，不能作自增、自减等操作，不能被修改;

　　char str[10];

　　str++; //编译出错，提示str不是左值

　　(3)数组名作为函数形参时，沦为普通指针。

　　Windows NT 32位平台下，指针的长度(占用内存的大小)为4字节，故sizeof( str ) 、sizeof ( p ) 都为4.

　　试题3：写一个“标准”宏MIN，这个宏输入两个参数并返回较小的一个。另外，当你写下面的代码时会发生什么事

　　least = MIN(*p++， b);

　　解答：

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

　　MIN(*p++， b)会产生宏的副作用

　　剖析：

　　这个面试题主要考查面试者对宏定义的使用，宏定义可以实现类似于函数的功能，但是它终归不是函数，而宏定义中括弧中的“参数”也不是真的参数，在宏展开的时候对“参数”进行的是一对一的替换。

　　程序员对宏定义的使用要非常小心，特别要注意两个问题：

　　(1)谨慎地将宏定义中的“参数”和整个宏用用括弧括起来。所以，严格地讲，下述解答：

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

　　#define MIN(A，B) (A <= B ? A ： B )

　　都应判0分;

　　(2)防止宏的副作用。(这种副作用是宏本身固有的，除了不用宏外，有方法改变吗？)

　　宏定义#define MIN(A，B) ((A) <= (B) ? (A) ： (B))对MIN(*p++， b)的作用结果是：

　　((*p++) <= (b) ? (*p++) ： (*p++))

　　这个表达式会产生副作用，指针p会作三次++自增操作。

　　除此之外，另一个应该判0分的解答是：

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

　　这个解答在宏定义的后面加“;”，显示编写者对宏的概念模糊不清，只能被无情地判0分并被面试官淘汰。

　　试题4：为什么标准头文件都有类似以下的结构?

　　#ifndef __INCvxWorksh

　　#define __INCvxWorksh

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　/*…*/

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif /* __INCvxWorksh */

　　解答：

　　头文件中的编译宏

　　#ifndef　__INCvxWorksh

　　#define　__INCvxWorksh

　　#endif

　　的作用是防止被重复引用

　　作为一种面向对象的语言，C++支持函数重载，而过程式语言C则不支持。函数被C++编译后在symbol库中的名字与C语言的不同。例如，假设某个函数的原型为：

　　void foo(int x， int y);

　　该函数被C编译器编译后在symbol库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字。_foo_int_int这样的名字包含了函数名和函数参数数量及类型信息，C++就是考这种机制来实现函数重载的。

　　为了实现C和C++的混合编程，C++提供了C连接交换指定符号extern "C"来解决名字匹配问题，函数声明前加上extern "C"后，则编译器就会按照C语言的方式将该函数编译为_foo，这样C语言中就可以调用C++的函数了。

　　试题5：编写一个函数，作用是把一个char组成的字符串循环右移n个。比如原来是“abcdefghi”如果n=2，移位后应该是“hiabcdefgh”

　　函数头是这样的：

　　//pStr是指向以’\0′结尾的字符串的指针

　　//steps是要求移动的n

　　void LoopMove ( char * pStr， int steps )

　　{

　　//请填充……

　　}

　　解答：

　　正确解答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 ) ) = ‘\0′;

　　strcpy( pStr, tmp );

　　}

　　正确解答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：

　　这个试题主要考查面试者对标准库函数的熟练程度，在需要的时候引用库函数可以很大程度上简化程序编写的工作量。

　　最频繁被使用的库函数包括：

　　(1) strcpy

　　(2) memcpy

　　(3) memset