C/C++笔试题4

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[i] = '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：

0

              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;
}

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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。

              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。

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       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