C/C++程序员应聘常见面试题深入剖析(转)

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：

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。

 

(2) 工作线程的任务执行流程

for(;;) {

// 检查任务队列是否有任务要运行

if( !CheckTaskQueue() ) { // 队列中没有任务

pPool->OnTaskIdle( this ); // 通知线程池，此线程已经空闲

if( WaitForTask() )

continue;// 继续循环

else

return 0;// 终止线程

} else { // 有任务需要运行

pTask = GetTask(); // 取得新任务

try {

while( !pTask->Run() ) {

// 此处循环体为空，不断运行直到任务执行完毕

}

}

catch( … ) {

WriteLog( … ); // 执行任务时产生异常，记录入日志

}

delete pTask; // 任务执行完毕,删除此任务

}

}

　　在任务执行的核心部分，使用了try-catch控制块进行异常捕获。虽然异常会对程序速度有很略微的影响，但是因为要执行的任务是未知的，不能保证任务可以正常执行。因为一个任务的异常而导致服务器的服务程序崩溃，这是绝对不允许的。使用异常捕获不仅可以保证服务器流程的顺利执行，而且把异常信息存入日志文件，还可以跟踪错误。

　　性能测试 

　　为了检验此线程池的性能是否和预期相同，并且分析出线程池的不同参数配置对系统性能的影响，特编写了测试程序对三组参数进行了测试，测试结果如图1所示：

　　横坐标是任务数量；纵坐标是消耗时间，以秒(s)为单位。

　　参数1：N2 = 1, N5 = 1; 参数2：N2 = 5, N5 = 1; 参数3：N2 = 5, N5 = 5

　　测试中，系统的总的线程数限制为500，任务都是5ms。这里只针对N2和N5进行测试，N2是平均情况下系统每次向线程池中增加的任务数量，N5是每个线程一次执行任务数量。

　　在任务量比较小的情况下，三者的对系统性能的占用基本上相等。但是当任务量很巨大的时候，参数1比参数2效率要稍微高出一些，而参数3的执行效率几乎是前两者的一倍。

　　因为都是轻量级任务，所以N2的变化对系统效率的影响并不大，而N5的影响就很显著。

　　结束语 

　　通过测试可以看出，在服务器中使用线程池后，并不意味着系统性能就一定可以提升。不同系统的任务有着各自不同的特点，这就需要根据服务器任务的特点进一步调整缓冲池的一些关键参数，才能最大程度的提高系统效率。这些参数就是上面分析过程中的N1、N2、N3、N4、N5、n1、n2、n3。