C++ 筆試面試題目

 轉自： http://blog.csdn.net/txgc1009/article/details/6700830

 

本文的寫作目的並不在於提供C/C++程式員求職面試指導，而旨在從技術上分析面試題的內涵。

　　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，看看自己屬於什麼樣的層次。此外，還有一些面試題考查面試者敏捷的思維能力。

　　分析這些面試題，本身包含很強的趣味性；而作為一名研發人員，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。

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字串str1需要11個位元組才能存放下（包括末尾的’\0’），而string只有10個位元組的空間，strcpy會導致數組越界；

　　對試題2，如果面試者指出字元數組str1不能在數組內結束可以給3分；如果面試者指出strcpy(string,str1)調用使得從str1記憶體起複製到string記憶體起所複製的位元組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)應改為if(strlen(str1) <10)，因為strlen的結果未統計’\0’所佔用的1個位元組。

　　剖析：

　　考查對基本功的掌握：

　　(1)字串以’\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，如果編寫一個標準strcpy函數的總分值為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 )
//將源字串加const，表明其為輸入參數，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

//為了實現鏈式操作，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竟然暗藏著這麼多玄機，真不是蓋的！需要多麼紮實的基本功才能寫一個完美的strcpy啊！

　　(4)對strlen的掌握，它沒有包括字串末尾的'\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，完美的版本為：int strlen( const char *str ) //輸入參數const

{
　assert( strt != NULL ); //斷言字串地址非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)函數的形參為字串指標，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仍然為NULL；

　　試題5中

char p[] = "hello world";
return p;

　　的p[]數組為函數內的局部自動變數，在函數返回後，記憶體已經被釋放。這是許多程式員常犯的錯誤，其根源在於不理解變數的生存期。

　　試題6的GetMemory避免了試題4的問題，傳入GetMemory的參數為字串指標的指標，但是在GetMemory中執行申請記憶體及指派陳述式

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

　　後未判斷記憶體是否申請成功，應加上：

if ( *p == NULL )
{
　...//進行申請記憶體失敗處理
}

　　試題7存在與試題6同樣的問題，在執行

char *str = (char *) malloc(100);

　　後未進行記憶體是否申請成功的判斷；另外，在free(str)後未置str為空白，導致可能變成一個“野”指標，應加上：

str = NULL;

　　試題6的Test函數中也未對malloc的記憶體進行釋放。

　　剖析：

　　試題4～7考查面試者對記憶體操作的理解程度，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。

　　對記憶體操作的考查主要集中在：

　　（1）指標的理解；

　　（2）變數的生存期及作用範圍；

　　（3）良好的動態記憶體申請和釋放習慣。

　　再看看下面的一段程式有什麼錯誤：

swap( int* p1,int* p2 )
{
　int *p;
　*p = *p1;
　*p1 = *p2;
　*p2 = *p;
}

　　在swap函數中，p是一個“野”指標，有可能指向系統區，導致程式啟動並執行崩潰。在VC++中DEBUG運行時提示錯誤“AccessViolation”。該程式應該改為：

swap( int* p1,int* p2 )
{
　int p;
　p = *p1;
　*p1 = *p2;
　*p2 = p;
}
 

內功題

　　試題1：分別給出BOOL，int，float，指標變數 與“零值”比較的if 語句（假設變數名為var）

　　解答：

　　　BOOL型變數：if(!var)

　　　int型變數： if(var==0)

　　　float型變數：

　　　const float EPSINON = 0.00001;

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

　　　指標變數：　　if(var==NULL)

　　剖析：

　　考查對0值判斷的“內功”，BOOL型變數的0判斷完全可以寫成if(var==0)，而int型變數也可以寫成if(!var)，指標變數的判斷也可以寫成if(!var)，上述寫法雖然程式都能正確運行，但是未能清晰地表達程式的意思。

　　一般的，如果想讓if判斷一個變數的“真”、“假”，應直接使用if(var)、if(!var)，表明其為“邏輯”判斷；如果用if判斷一個數值型變數(short、int、long等)，應該用if(var==0)，表明是與0進行“數值”上的比較；而判斷指標則適宜用if(var==NULL)，這是一種很好的編程習慣。

　　浮點型變數並不精確，所以不可將float變數用“==”或“！=”與數字比較，應該設法轉化成“>=”或“<=”形式。如果寫成if(x == 0.0)，則判為錯，得0分。

　　試題2：以下為Windows NT下的32位C++程式，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])函數中數組名作為函數形參時，在函數體內，數組名失去了本身的內涵，僅僅只是一個指標；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）數組名指代一種資料結構，這種資料結構就是數組；

　　例如：

char str[10];
cout << sizeof(str) << endl;

　　輸出結果為10，str指代資料結構char[10]。

　　（2）數組名可以轉換為指向其指代實體的指標，而且是一個指標常量，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）數組名作為函數形參時，淪為普通指標。

　　Windows NT32位平台下，指標的長度（佔用記憶體的大小）為4位元組，故sizeof( str )、sizeof ( p ) 都為4。

　　試題3：寫一個“標準”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麼事？

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

　　解答：

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

　　MIN(*p++, b)會產生宏的副作用

　　剖析：

　　這個面試題主要考查面試者對宏定義的使用，宏定義可以實作類別似於函數的功能，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。

　　程式員對宏定義的使用要非常小心，特別要注意兩個問題：

　　（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++))

　　這個運算式會產生副作用，指標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：為什麼標準標頭檔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：

　　標頭檔中的編譯宏

#ifndef　__INCvxWorksh
#define　__INCvxWorksh
#endif

　　的作用是防止被重複引用。

　　作為一種物件導向的語言，C++支援函數重載，而過程式語言C則不支援。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為：

void foo(int x, int y);

　　該函數被C編譯器編譯後在symbol庫中的名字為_foo，而C++編譯器則會產生像_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資訊，C++就是考這種機制來實現函數重載的。

　　為了實現C和C++的混合編程，C++提供了C串連交換指定符號extern"C"來解決名字匹配問題，函式宣告前加上extern"C"後，則編譯器就會按照C語言的方式將該函數編譯為_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組成的字串迴圈右移n個。比如原來是“abcdefghi”如果n=2，移位後應該是“hiabcdefgh”

　　函數頭是這樣的：

//pStr是指向以'\0'結尾的字串的指標
//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準庫函數的熟練程度，在需要的時候引用庫函數可以很大程度上簡化程式編寫的工作量。

　　最頻繁被使用的庫函數包括：

　　（1） strcpy

　　（2） memcpy

　　（3） memset

　　試題6：已知WAV檔案格式如下表，開啟一個WAV檔案，以適當的資料結構組織WAV檔案頭並解析WAV格式的各項資訊。

　　WAVE檔案格式說明表  ？？？？

 

　　解答：

　　將WAV檔案格式定義為結構體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檔案內容讀出後存放在指標buffer開始的記憶體單元內，則分析檔案格式的代碼很簡單，為：

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檔案的各項格式資訊。

　　剖析：

　　試題6考查面試者組織資料結構的能力，有經驗的程式設計者將屬於一個整體的資料成員組織為一個結構體，利用指標類型轉換，可以將memcpy、memset等函數直接用於結構體地址，進行結構體的整體操作。透過這個題可以看出面試者的程式設計經驗是否豐富。

　　試題7：編寫類String的建構函式、解構函式和賦值函數，已知類String的原型為：

class String
{
　public:
　　String(const char *str = NULL); // 普通建構函式
　　String(const String &other); // 拷貝建構函式
　　~ String(void); // 解構函式
　　String & operate =(const String &other); //賦值函數
　private:
　　char *m_data; // 用於儲存字串
};

　　解答：

//普通建構函式

String::String(const char *str)
{
　if(str==NULL)
　{
　　m_data = new char[1]; //得分點：對Null 字元串自動申請存放結束標誌'\0'的空
　　//加分點：對m_data加NULL 判斷
　　*m_data = '\0';
　}
　else
　{
　　int length = strlen(str);
　　m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判斷則更好
　　strcpy(m_data, str);
　}
}

// String的解構函式

String::~String(void)
{
　delete [] m_data; // 或delete m_data;
}

//拷貝建構函式

String::String(const String &other) 　　　//得分點：輸入參數為const型
{
　int length = strlen(other.m_data);
　m_data = new char[length+1]; 　　　　//加分點：對m_data加NULL判斷
　strcpy(m_data, other.m_data);
}

//賦值函數

String & String::operate =(const String &other) //得分點：輸入參數為const型
{
　if(this == &other) 　　//得分點：檢查自賦值
　　return *this;
　delete [] m_data; 　　　　//得分點：釋放原有的記憶體資源
　int length = strlen( other.m_data );
　m_data = new char[length+1]; 　//加分點：對m_data加NULL判斷
　strcpy( m_data, other.m_data );
　return *this; 　　　　　　　　//得分點：返回本對象的引用
}

　　剖析：

　　能夠準確無誤地編寫出String類的建構函式、拷貝建構函式、賦值函數和解構函式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標類成員變數m_data，當類中包括指標類成員變數時，一定要重載其拷貝建構函式、賦值函數和解構函式，這既是對C++程式員的基本要求，也是《Effective　C++》中特彆強調的條款。

　　仔細學習這個類，特別注意加註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關鍵字儘可能多的作用

　　解答：

　　static關鍵字至少有下列n個作用：

　　（1）函數體內static變數的作用範圍為該函數體，不同於auto變數，該變數的記憶體只被分配一次，因此其值在下次調用時仍維持上次的值；

　　（2）在模組內的static全域變數可以被模組內所用函數訪問，但不能被模組外其它函數訪問；

　　（3）在模組內的static函數只可被這一模組內的其它函數調用，這個函數的使用範圍被限制在聲明它的模組內；

　　（4）在類中的static成員變數屬於整個類所擁有，對類的所有對象只有一份拷貝；

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

　　const關鍵字至少有下列n個作用：

　　（1）欲阻止一個變數被改變，可以使用const關鍵字。在定義該const變數時，通常需要對它進行初始化，因為以後就沒有機會再去改變它了；

　　（2）對指標來說，可以指定指標本身為const，也可以指定指標所指的資料為const，或二者同時指定為const；

　　（3）在一個函式宣告中，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）對於類的成員函數，若指定其為const類型，則表明其是一個常函數，不能修改類的成員變數；

　　（5）對於類的成員函數，有時候必須指定其傳回值為const類型，以使得其傳回值不為“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。如果不是，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：

　　驚訝嗎？小小的static和const居然有這麼多功能，我們能回答幾個？如果只能回答1~2個，那還真得閉關再好好修鍊修鍊。

　　這個題可以考查面試者對程式設計知識的掌握程度是初級、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關鍵字的部分功能。

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：

　　嵌入式系統開發人員應該對Little-endian和Big-endian模式非常瞭解。採用Little-endian模式的CPU對運算元的存放方式是從低位元組到高位元組，而Big-endian模式對運算元的存放方式是從高位元組到低位元組。例如，16bit寬的數0x1234在Little-endian模式CPU記憶體中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：

 

　　而在Big-endian模式CPU記憶體中的存放方式則為：

 

　　32bit寬的數0x12345678在Little-endian模式CPU記憶體中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：

 

　　而在Big-endian模式CPU記憶體中的存放方式則為：

 

　　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，輕鬆地獲得了CPU對記憶體採用Little-endian還是Big-endian模式讀寫。如果誰能當場給出這個解答，那簡直就是一個天才的程式員。

　　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數的範圍）

　　解答：

int Sum( int n )
{
　return ( (long)1 + n) * n / 2;　　//或return (1l + n) * n /2;
}

　　剖析：
　
　　對於這個題，只能說，也許最簡單的答案就是最好的答案。下面的解答，或者基於下面的解答思路去最佳化，不管怎麼“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;
}

　　所以程式員們需要敏感地將數學等知識用在程式設計中。