c、c++笔试题
来源：http://www.cnitblog.com/zouzheng/articles/21856.html
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：
| 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; } |
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。
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
试题6：已知WAV文件格式如下表，打开一个WAV文件，以适当的数据结构组织WAV文件头并解析WAV格式的各项信息。
WAVE文件格式说明表
|
|
偏移地址 | 字节数 | 数据类型 | 内 容 |
| 文件头
|
00H | 4 | Char | "RIFF"标志 |
| 04H | 4 | int32 | 文件长度 | |
| 08H | 4 | Char | "WAVE"标志 | |
| 0CH | 4 | Char | "fmt"标志 | |
| 10H | 4 | 过渡字节（不定） | ||
| 14H | 2 | int16 | 格式类别 | |
| 16H | 2 | int16 | 通道数 | |
| 18H | 2 | int16 | 采样率（每秒样本数），表示每个通道的播放速度 | |
| 1CH | 4 | int32 | 波形音频数据传送速率 | |
| 20H | 2 | int16 | 数据块的调整数（按字节算的） | |
| 22H | 2 | 每样本的数据位数 | ||
| 24H | 4 | Char | 数据标记符＂data＂ | |
| 28H | 4 | int32 | 语音数据的长度 |
解答：
将WAV文件格式定义为结构体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; |
假设WAV文件内容读出后存放在指针buffer开始的内存单元内，则分析文件格式的代码很简单，为：
| WAVEFORMAT waveFormat; memcpy( &waveFormat, buffer,sizeof( WAVEFORMAT ) ); |
直接通过访问waveFormat的成员，就可以获得特定WAV文件的各项格式信息。
剖析：
试题6考查面试者组织数据结构的能力，有经验的程序设计者将属于一个整体的数据成员组织为一个结构体，利用指针类型转换，可以将memcpy、memset等函数直接用于结构体地址，进行结构体的整体操作。 透过这个题可以看出面试者的程序设计经验是否丰富。
试题7：编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数，已知类String的原型为：
| class String { public: String(const char *str = NULL); // 普通构造函数 String(const String &other); // 拷贝构造函数 ~ String(void); // 析构函数 String & operate =(const String &other); // 赋值函数 private: char *m_data; // 用于保存字符串 }; |
解答：
| //普通构造函数 String::String(const char *str) { if(str==NULL) { m_data = new char[1]; // 得分点：对空字符串自动申请存放结束标志'\0'的空 //加分点：对m_data加NULL 判断 *m_data = '\0'; } else { int length = strlen(str); m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好 strcpy(m_data, str); } } // String的析构函数 String::~String(void) { delete [] m_data; // 或delete m_data; } //拷贝构造函数 String::String(const String &other) // 得分点：输入参数为const型 { int length = strlen(other.m_data); m_data = new char[length+1]; //加分点：对m_data加NULL 判断 strcpy(m_data, other.m_data); } //赋值函数 String & String::operate =(const String &other) // 得分点：输入参数为const型 { if(this == &other) //得分点：检查自赋值 return *this; delete [] m_data; //得分点：释放原有的内存资源 int length = strlen( other.m_data ); m_data = new char[length+1]; //加分点：对m_data加NULL 判断 strcpy( m_data, other.m_data ); return *this; //得分点：返回本对象的引用 } |
剖析：
能够准确无误地编写出String类的构造函数、拷贝构造函数、赋值函数和析构函数的面试者至少已经具备了C++基本功的60%以上！
在这个类中包括了指针类成员变量m_data，当类中包括指针类成员变量时，一定要重载其拷贝构造函数、赋值函数和析构函数，这既是对C++程序员的基本要求，也是《Effective C++》中特别强调的条款。
仔细学习这个类，特别注意加注释的得分点和加分点的意义，这样就具备了60%以上的C++基本功！
试题8：请说出static和const关键字尽可能多的作用
解答：
static关键字至少有下列n个作用：
（1）函数体内static变量的作用范围为该函数体，不同于auto变量，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用时仍维持上次的值；
（2）在模块内的static全局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；
（3）在模块内的static函数只可被这一模块内的其它函数调用，这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内；
（4）在类中的static成员变量属于整个类所拥有，对类的所有对象只有一份拷贝；
（5）在类中的static成员函数属于整个类所拥有，这个函数不接收this指针，因而只能访问类的static成员变量。
const关键字至少有下列n个作用：
（1）欲阻止一个变量被改变，可以使用const关键字。在定义该const变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没有机会再去改变它了；
（2）对指针来说，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指的数据为const，或二者同时指定为const；
（3）在一个函数声明中，const可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值；
（4）对于类的成员函数，若指定其为const类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量；
（5）对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。例如：
| const classA operator*(const classA& a1,const classA& a2); |
operator*的返回结果必须是一个const对象。如果不是，这样的变态代码也不会编译出错：
| classA a, b, c; (a * b) = c; // 对a*b的结果赋值 |
操作(a * b) = c显然不符合编程者的初衷，也没有任何意义。
剖析：
惊讶吗？小小的static和const居然有这么多功能，我们能回答几个？如果只能回答1~2个，那还真得闭关再好好修炼修炼。
这个题可以考查面试者对程序设计知识的掌握程度是初级、中级还是比较深入，没有一定的知识广度和深度，不可能对这个问题给出全面的解答。大多数人只能回答出static和const关键字的部分功能。
4.技巧题
试题1：请写一个C函数，若处理器是Big_endian的，则返回0；若是Little_endian的，则返回1
解答：
| int checkCPU() { { union w { int a; char b; } c; c.a = 1; return (c.b == 1); } } |
剖析：
嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是从低字节到高字节，而Big-endian模式对操作数的存放方式是从高字节到低字节。例如，16bit宽的数0x1234在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：
| 内存地址 | 存放内容 |
| 0x4000 | 0x34 |
| 0x4001 | 0x12 |
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：
| 内存地址 | 存放内容 |
| 0x4000 | 0x12 |
| 0x4001 | 0x34 |
32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式CPU内存中的存放方式（假设从地址0x4000开始存放）为：
| 内存地址 | 存放内容 |
| 0x4000 | 0x78 |
| 0x4001 | 0x56 |
| 0x4002 | 0x34 |
| 0x4003 | 0x12 |
而在Big-endian模式CPU内存中的存放方式则为：
| 内存地址 | 存放内容 |
| 0x4000 | 0x12 |
| 0x4001 | 0x34 |
| 0x4002 | 0x56 |
| 0x4003 | 0x78 |
联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，面试者的解答利用该特性，轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读写。如果谁能当场给出这个解答，那简直就是一个天才的程序员。
试题2：写一个函数返回1+2+3+…+n的值（假定结果不会超过长整型变量的范围）
解答：
| int Sum( int n ) { return ( (long)1 + n) * n / 2; //或return (1l + n) * n / 2; } |
剖析：
对于这个题，只能说，也许最简单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优化，不管怎么“折腾”，其效率也不可能与直接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; } |
