C/C++程序員應聘常見面試題深入剖析

1.引言

本文的寫作目的並不在于提供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,看看自己屬于什麽樣的層次。此外,還有一些面試題考查面試者靈敏的思維能力。

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[i] = '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,假如面試者指出字符數組str1不能在數組內結束可以給3分;假如面試者指出strcpy(string, str1)調用使得從str1內存起複制到string內存起所複制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3,if(strlen(str1) <= 10)應改爲if(strlen(str1) < 10),因爲strlen的結果未統計’\0’所占用的1個字節。

剖析:

考查對基本功的把握:

(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,假如編寫一個標准strcpy函數的總分值爲10,下面給出幾個不同得分的答案:

2分

void strcpy( char *strDest, char *strSrc )

{

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

}

4分

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

//將源字符串加const,表明其爲輸入參數,加2分

{

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

}

7分

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分

//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竟然暗藏著這麽多玄機,真不是蓋的!需要多麽紮實的基本功才能寫一個完美的strcpy啊!

(4)對strlen的把握,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++) != '\0' )

{

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 )

{

*p = (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

char *str = NULL;

GetMemory( str );

後的str仍然爲NULL;

試題5中

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,其根源在于不理解變量的生存期。

試題6的GetMemory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

*p = (char *) malloc( num );

後未判定內存是否申請成功,應加上:

if ( *p == 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定;另外,在free(str)後未置str爲空,導致可能變成一個“野”指針,應加上:

str = NULL;

試題6的Test函數中也未對malloc的內存進行釋放。

剖析:

試題4~7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麽錯誤:

swap( int* p1,int* p2 )

{

int *p;

*p = *p1;

*p1 = *p2;

*p2 = *p;

}

在swap函數中,p是一個“野”指針,有可能指向系統區,導致程序運行的崩潰。在VC++中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BOOL,int,float,指針變量 與“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值判定的“內功”,BOOL型變量的0判定完全可以寫成if(var==0),而int型變量也可以寫成if(!var),指針變量的判定也可以寫成if(!var),上述寫法雖然程序都能正確運行,但是未能清楚地表達程序的意思。

一般的,假如想讓if判定一個變量的“真”、“假”,應直接使用if(var)、if(!var),表明其爲“邏輯”判定;假如用if判定一個數值型變量(short、int、long等),應該用if(var==0),表明是與0進行“數值”上的比較;而判定指針則適宜用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“==”或“!=”與數字比較,應該設法轉化成“>=”或“<=”形式。假如寫成if (x == 0.0),則判爲錯,得0分。

試題2:以下爲Windows NT下的32位C++程序,請計算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10,str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位平台下,指針的長度(占用內存的大小)爲4字節,故sizeof( str ) 、sizeof ( p ) 都爲4。

試題3:寫一個“標准”宏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麽事?

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

解答:

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

MIN(*p++, b)會産生宏的副作用

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于函數的功能,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,非凡要注重兩個問題:

(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))對MIN(*p++, b)的作用結果是:

((*p++) <= (b) ? (*p++) : (*p++))

這個表達式會産生副作用,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:爲什麽標准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++編譯器則會産生像_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C和C++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”假如n=2,移位後應該是“hiabcdefgh”

函數頭是這樣的:

//pStr是指向以'\0'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 ) ) = '\0';

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准庫函數的熟練程度,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

內 容

文件頭

00H

4

Char

"RIFF"標志

04H

4

int32

文件長度

08H

4

Char

"WAVE"標志

0CH

4

Char

"fmt"標志

10H

4

過渡字節(不定)

14H

2

int16

格式類別

16H

2

int16

通道數

18H

2

int16

采樣率(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于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memcpy、memset等函數直接用于結構體地址,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; // 用于保存字符串

};

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志'\0'的空

//加分點:對m_data加NULL 判定

*m_data = '\0';

}

else

{

int length = strlen(str);

m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判定則更好

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 判定

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 判定

strcpy( m_data, other.m_data );

return *this; //得分點:返回本對象的引用

}

剖析:

能夠准確無誤地編寫出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《EffectiveC++》中非凡強調的條款。

仔細學習這個類,非凡注重加注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static和const要害字盡可能多的作用

解答:

static要害字至少有下列n個作用:

(1)函數體內static變量的作用範圍爲該函數體,不同于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成員變量屬于整個類所擁有,對類的所有對象只有一份拷貝;

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

const要害字至少有下列n個作用:

(1)欲阻止一個變量被改變,可以使用const要害字。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)對于類的成員函數,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)對于類的成員函數,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。假如不是,這樣的變態代碼也不會編譯出錯:

classA a, b, c;

(a * b) = c; // 對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:

驚奇嗎?小小的static和const居然有這麽多功能,我們能回答幾個?假如只能回答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把握程度是初級、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static和const要害字的部分功能。

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-endian和Big-endian模式非常了解。采用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0x1234在Little-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0x12345678在Little-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,輕松地獲得了CPU對內存采用Little-endian還是Big-endian模式讀寫。假如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:

對于這個題,只能說,也許最簡單的答案就是最好的答案。下面的解答,或者基于下面的解答思路去優化,不管怎麽“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;

for( int 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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