我来总结一些面试题

const定义的常变量本质上仍然是一个变量，具有变量的基本属性，有类型、占用存储单元。const定义的是变量，而宏定义的是常量，所以const定义的对象有数据类型，而宏定义的对象没有数据类型。所以编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只是机械地进行字符替换，没有类型安全检查。这样就很容易出问题，即“边际问题”。

const关键字

1.cosnt修饰全局变量：此时全局变量只能使用，不能修改；如果直接修改全局变量，会编译报错；如果用全局变量的地址来修改值，运行时程序异常结束。

2.const修饰局部变量：不能直接通过局部变量进行修改值，会编译报错；可以通过局部变量的地址修改局部变量的值。

3.const修饰指针：

（1）int i = 1；int* const p = &i；const修饰了指针p，p无法指向其他地址，但是p所在地址的变量值，也就是*p可以修改。总结：const p，p无法赋值，*p可以赋值，i可以赋值

（2）int i= 1；const int* p = &i；或者int const *p = &i；const修饰了*p，*p就是i，所以*p不能修改，i不能修改，但是p可以修改，也就是p可以再指向其他地址，总结：const *p，p可以赋其他地址的值，*p和i不可以赋值

（3）const int* const p；*p和p都被const修饰了，所以，指针不能变，指针所指的变量也不能变。

4.const修饰数组：const int a[]

表示数组中的每个元素都是const int，无法修改，所以必须在初始化的时候进行赋值，否则数组创建之后就无法赋值了。

define关键字：不需要分配空间，在预编译时会直接替换为相应的值或表达式

1.define定义标识符：理解为替换

#define name stuff——用name替换stuff

#define MAX 100 //定义一个全局变量MAX值为100
#define reg register //为 register这个关键字，创建一个简短的名字
#define do_forever for(;;) //用更形象的符号来替换一种实现
#define CASE break;case //在写case语句的时候自动把 break写上。

2.define定义宏：理解为带参数的替换，类似函数，但是要区分宏和函数

#define name( parament-list ) stuff——

#define SQUARE1(X) X*X

#define SQUARE2(X) (X)*(X)

SQUARE1（1+4） = 1+4*1+4 = 9

SQUARE2（1+4）=（1+4）*（1+4）=25

宏和函数对比

	宏	函数

# 和 ## 区别

#和##是用来操作宏定义中参数的特殊符号。

1. #（字符串化运算符）：将参数转换为一个字符串常量;

#define STR(x) #x
 
STR(hello world) // 将会被转换为 "hello world"

2. ##（连接运算符）：用于将两个参数连接成一个符号。

#define CONCAT(x, y) x##y
 
int CONCAT(a, b) = 10;
 
// 上面这一行宏定义等价于以下代码
// int ab = 10;

4.extern关键字

简单说extern关键字可以在多个文件中共享变量和函数，方便了模块化编程和代码重用。在C语言中，修饰符extern用在变量或者函数的声明前，用来说明“此变量/函数是在别处定义的，要在此处引用”。

用于声明一个变量或函数具有外部链接性（external linkage），即这些变量或函数可以被其他文件访问。用于表示一个变量或函数在其他文件或模块已经定义，也可以在当前文件或模块使用。

用于声明全局变量或函数：在一个文件中声明一个全局变量或函数为extern，表示该变量或函数在其他文件中定义，这样就可以在当前文件中使用该变量或函数。

用于引用全局变量或函数：在当前文件中引用其他文件中已经定义的全局变量或函数。

5.static关键字

一、静态局部变量：本质上是改变存储位置，表现为延长了生命周期。

	局部变量	静态局部变量
生命周期	随着函数的调用而开始，随着函数的结束而结束	从定义开始，持续到程序运行结束
作用域	在定义它的函数内部	限定在定义它的函数内部，但它可以在函数调用结束后保留其值，供下一次该函数调用时使用。
存储位置	栈	静态区（全局区）
初始值	定义时不会被自动初始化，在使用之前需要手动为其赋值。	在定义时会被自动初始化为0或NULL。

静态局部变量使用场景？

保持状态信息：当需要在函数调用之间保留某些状态或信息时，静态局部变量非常有用。例如，可以使用静态局部变量来统计函数被调用的次数、保存上一次调用的结果等。
限制作用域：静态局部变量的作用域仅限于定义它的函数内部，不会对其他函数可见。这样可以避免全局命名空间的污染，同时允许函数内部使用一个独立的状态变量。
线程安全性：多线程环境下，静态局部变量是线程安全的，因为每个线程独立拥有一份副本，互不干扰。

二、静态全局变量：本质上是改变了链接属性

	全局变量	静态全局变量
作用域	整个源文件，可以被该源文件中的所有函数访问	作用域也是整个源文件，但只能在定义它的源文件中访问，其他源文件无法访问。
生命周期	从程序开始执行到程序结束，即整个程序的运行期间都存在。	从程序开始执行到程序结束，但它仅限于定义它的源文件内部可见，其他源文件无法访问。
链接属性	外部链接	内部链接
可见性	对整个程序是可见的，可以在不同的源文件中共享数据	对于其他源文件是不可见的，只在定义它的源文件内部起作用。

静态全局变量使用场景？

实现模块内的变量共享：在一个源文件中需要多个函数之间共享数据，但不希望这些数据被其他文件访问，可以使用静态全局变量。静态全局变量的作用域仅限于定义它的源文件，可以确保数据的私有性和封装性。
防止命名冲突和污染：全局变量容易引起命名冲突和全局命名空间的污染。使用静态全局变量可以将变量的作用域限制在当前源文件内部，避免与其他文件中的全局变量发生冲突。
函数局部变量的共享：在某些情况下，可能需要在不同的函数调用之间共享局部变量的值，可以使用静态全局变量来实现。将变量定义为静态全局变量后，不管函数何时被调用，静态全局变量的值都会被保留下来，可以在函数调用之间进行共享。

三、静态函数：本质上是改变了链接属性和作用域

	全局函数	静态函数
链接属性	外部链接	内部链接
作用域	可以被其他源文件引用。	只能在当前源文件中调用该静态函数，其他源文件无法直接调用。

静态函数使用场景？

辅助函数：将一些只在当前源文件内部使用的辅助函数声明为静态函数，可以避免这些函数被其他源文件引用，减少全局命名空间的污染。
提供模块内部接口：在模块化编程中，可以将模块内部的一些功能函数声明为静态函数，通过一个公开的接口函数来调用这些静态函数。这样，模块外部只能通过接口函数来访问模块内部的功能，实现了信息隐藏和封装。

6.volatile关键字 ——易变的

volatile 关键字是一种类型修饰符，用它声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改。volatile 提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从变量地址中读取数据。如果没有 volatile 关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值，如果这个变量由别的程序更新了的话，将出现不一致的现象。所以遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

volatile关键词影响编译器编译的结果

7.new和malloc，delete和free

	new	malloc
类型	是关键字，需要编译器支持	是库函数，需要头文件支持。
申请大小	申请内存无需指定内存大小，编译器会根据类型信息自行计算。	由我们计算需要申请的字节数，需要显式指出所需内存的尺寸。
返回类型	申请什么类型就返回什么类型并且可以初始化	只管申请空间，返回void*需要程序员显示的转换成要用的类型，并且无法初始化
释放	delete	free
申请失败	抛出bad_ alloc异常	返回NULL
重载	可以	不可以
内存区域	自由存储区	堆区

8.如何防止重复引用头文件

1.使用条件编译：

#ifndef _TEST_

#include _TEST_

... ...

#endif

2.根据编译器的支持使用：#pragma once

9.C语言编译过程

C程序编译过程概述：C代码通过编译器编译成可执行代码，经历了五个阶段，依次为：预处理、编译、汇编、链接、运行。图1 编译过程图一、预处理任务：1、删除注释；2、宏替换；3、展开include具体处理...https://blog.youkuaiyun.com/Jacky_Feng/article/details/84067991?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169530654016800184193237%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=169530654016800184193237&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-2-84067991-null-null.142%5Ev94%5Einsert_down1&utm_term=c%E8%AF%AD%E8%A8%80%E4%BB%A3%E7%A0%81%E7%BC%96%E8%AF%91%E6%B5%81%E7%A8%8B&spm=1018.2226.3001.4187

10.内存分配

C语言：内存分配---栈区、堆区、全局区、常量区和代码区https://blog.youkuaiyun.com/MQ0522/article/details/114823770

11.内存泄漏

内存泄漏指的是在程序运行过程中，动态分配的内存没有被正确释放或者释放时机不当，导致这部分内存无法再被程序所使用，从而造成内存的浪费和不断增加的内存占用。

导致内存泄漏的情况：

动态内存分配未释放：通过malloc()、calloc()、realloc()等函数分配的内存，在使用完毕后应该通过free()函数进行释放。如果忘记释放这块内存，就会造成内存泄漏。
丢失指针：如果一个指针指向了一块动态分配的内存，然后该指针被重新赋值或者丢失，导致之前分配的内存没有释放，也会发生内存泄漏。
循环引用：在使用垃圾回收机制不可用的语言中，如果存在循环引用的数据结构（如链表、树等），并且没有正确断开这些引用关系，就会导致无法回收的内存泄漏。

避免内存泄漏的措施：

在动态分配内存后，确保在不再需要时及时释放内存，遵循申请与释放的对应原则。
注意检查指针的赋值和生命周期，确保指针指向正确的内存区域，并在不再使用时及时将其置为NULL。
对于循环引用的情况，可以手动断开引用关系，或者使用弱引用、弱代指针等机制来解决。
使用内存管理工具和调试器来检测和跟踪内存泄漏问题，如Valgrind等。

内存泄漏会导致的问题：

内存耗尽：重复发生内存泄漏会导致系统的可用内存逐渐减少，最终可能耗尽系统的内存资源，使程序崩溃或系统变得不稳定。
性能下降：内存泄漏会使程序占用的内存逐渐增加，导致程序运行速度变慢，甚至引起内存碎片化，影响程序的性能。
资源泄漏：如果内存泄漏发生在使用其他资源的上下文中（如文件句柄、网络连接等），可能会导致资源的泄漏，使得这些资源无法被释放，进而影响系统的可用性。

12.指针和引用的区别

	指针	引用
概念	C语言中就存在的概念	C++中才有的概念
定义和声明	int* ptr;	int &ref=num;
初始化	可以先定义，再初始化，可以重复赋值。	必须定义时初始化，一旦被初始化，就不能改变
空值	可以指向空地址,表示未指向任何对象	不可为NULL,必须始终指向一个对象
多级	可以多级	只能一级
内存管理	需要手动管理,申请和释放	不需要管理内存,只是原变量的一个别名
优点	更灵活，可以指向空地址和动态分配的内存	更简洁、直观，无需操作符，并且更安全，不会出现空指针问题

13.char和字符串

首先char是C语言中的字符类型，表示单个字符，占一个字节，用单引号表示；

另外，C语言中没有字符串类型，所谓字符串可以理解为字符的合集或者字符的数组，可以用双引号表示也可以用数组表示，字符串可以用数组接收，也可以用指针接收。

char arr[20] = "Hello, World!"；

char* str = "Hello, World!"；

char arr[ ] = {'b'，'i'，'t'}；

14.#include＜＞和#include" "

< >：直接去库函数头文件所在的目录下查找；

" " ：先在源文件所在的目录下查找，如果找不到，则在库函数的头文件目录下查找。

15.链表

//链表
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct student
{
	//数据域
	int num;//学号
	int score;//成绩
	char name[20];//姓名
	//指针域
	struct student* next;
}STU;

//链表的创建
void link_creat_head(STU** p_head, STU* p_new)
{
	STU* p_mov = *p_head;
	if (*p_head == NULL)//新节点来时,链表为空,新节点就作为头节点
	{
		*p_head = p_new;
		p_new->next = NULL;
	}
	else//新节点来的时候链表不为空,把新节点放到链表尾部
	{//既然是放到尾部,所以需要知道尾在哪?
		while (p_mov->next != NULL)//p_mov的next为NULL时,p_mov就是尾
		{
			p_mov = p_mov->next;//如果不为NULL,就一直往后找
		}
		p_mov->next = p_new;
		p_new->next = NULL;
	}
}

//链表的遍历
void link_print(STU* head)
{
	STU* p_mov;//定义一个新的指针
	p_mov = head;//来保存链表头指针,防止遍历过程中链表被修改
	while (p_mov!=NULL)
	{
		printf("num = %d score = %d name = %s\n", p_mov->num, p_mov->score, p_mov->name);
		p_mov = p_mov->next;//指针后移
	}
}

//链表的释放
//用指针p遍历链表,每次把p赋给q,释放q即可
void link_free(STU **p_head)
{
	STU *pb = *p_head;//定义一个指针,保存头节点的地址
	while (*p_head!=NULL)//头节点不为空就继续释放
	{
		pb = *p_head;
		*p_head = (*p_head)->next;
		free(pb);
	}
}

int main()
{
	STU* head = NULL;
	STU* p_new = NULL;
	int num, i;
	printf("请输入链表的初始个数:\n");
	scanf("%d", &num);
	for (size_t i = 0; i < num; i++)
	{
		p_new = (STU*)malloc(sizeof(STU));
		printf("请输入学号,分数和姓名:\n");
		scanf("%d %d %s", &p_new->num, &p_new->score, &p_new->name);
		link_creat_head(&head, p_new);//将新节点p_new加入链表中
	}

	link_print(head);
}

二、操作系统

1.进程与线程

线程与进程相信大家面试时一定没少被一个问题刁难，那就是进程和线程的区别是什么？这个问题延申开来并不像表面那么简单，今天就来深入一探。开始前先看一组非常传神的图例，相信可以帮助你更好理解进程与线程的概念：1 进程与线程的关系和区别什么是进程进程可以说是一个“执行中的程序”。程序是指令、数据及其组织形式的描述，是一个没有生命的实体，只有处理器赋予程序生命时（操作系统执行之），它才能成为一个活动的实体，我们称其为进程。进程有哪些特征？进程依赖于程序运行而存在，进程是动态的，程序是静态的；进程是操作系统进行_进程和线程的区别https://blog.youkuaiyun.com/mu_wind/article/details/124616643?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169470338716800197068700%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=169470338716800197068700&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~top_positive~default-1-124616643-null-null.142%5Ev94%5Einsert_down1&utm_term=%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E5%92%8C%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E7%9A%84%E5%8C%BA%E5%88%AB%E9%9D%A2%E8%AF%95&spm=1018.2226.3001.4187

2.并发与并行

并发：指的是宏观上两个程序在同时运行，比如单核CPU上的多任务，但是微观上是两个程序在交错执行；并发不能提高计算机的性能，只能提高效率

并行：是物理意义是的多个任务同时运行，比如多核CPU处理多任务，实际上是每个程序都在一个核上运行且互不影响；并行真正提高了计算机效率

3.用户态和内核态

之所以有区分是为了避免操作系统和关键数据被用户程序破坏

内核态：是操作系统管理程序执行时的状态，可以执行包含特权指令在内的一切指令，可以访问系统内所有的内存空间；

用户态：是用户程序执行时的状态，不能访问特权指令，只能访问用户地址空间；

从用户态切换到内核态的方法有三种：系统调用、异常和外部中断。

系统调用是操作系统的最小功能单位，是操作系统提供的用户接口，系统调用本身是一种软中断。
异常，也叫做内中断，是由错误引起的，如文件损坏、缺页故障等。
外部中断，是通过两根信号线来通知处理器外设的状态变化，是硬中断。

4.进程间通信方法

首先是每个进程都有不同的用户地址空间，进程间的通信就是不同进程之间的信息交换和数据共享。进程间通信需要通过内核，在内核中开辟一块缓冲区，进程A把数据从自己的用户空间拷贝到内核缓冲区，进程B可以从内核缓冲区把数据读走，这样就实现了进程间的通信。所以进程间通信的本质就是进程之间看到一份公共资源，所以提供这份公共资源的方式和提供者不同造成了通信方式的不同。

1.管道通信：作用于有血缘关系的进程之间，实现数据传递。是一种半双工的通信方式，数据只能在一个方向上流动。管道中的数据一旦被读走便不存在。父进程通过管道写入数据后，在子进程中可以通过管道读取数据，实现了进程间的通信。

2.共享内存实现通信：是最快的通信方式。通过使多个进程共同访问同一块内存空间，不同进程之间可以及时的看到对方进程对共享内存中数据的更新。（实现的方式是：通过映射同一块物理内存到不同进程的虚拟内存空间中，各个进程可以直接对共享内存读写操作，无需进行额外的数据拷贝。）

3.消息队列：

CPU进程调度的策略

是操作系统用来决定将CPU时间片分配给哪个进程

1.先来先服务：

2.短作业优先：

3.优先级调度：

4.时间片轮转：

5.多级反馈队列调度：

6.最高响应比优先：

7.最短剩余时间优先：

三、计算机网络

1.五层和七层

2.三次握手

第一次握手:客户端将标志位SYN置为1，随机产生一个值序列号seq=x，并将该数据包发送给服务端，客户端进入syn_sent状态，等待服务端确认。
第二次握手:服务端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务端将标志位SYN和 ACK都置为1，ack=x+1,随机产生一个值seq=y，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务端进入syn_rcvd状态。
第三次握手:客户端收到确认后检查,如果正确则将标志位ACK为1，ack=y+1，并将该数据包发送给服务端，服务端进行检查如果正确则连接建立成功，客户端和服务端进入established状态，完成三次握手，随后客户端和服务端之间可以开始传输数据了

3.四次挥手

第一次挥手：客户端发送一个FIN，用来关闭客户端到服务端的数据传送，客户端进入fin_wait_1状态。
第二次挥手：服务端收到FIN后，发送一个ACK给客户端，确认序号为收到序号+1，服务端进入Close_wait状态。此时TCP连接处于半关闭状态，即客户端已经没有要发送的数据了，但服务端若发送数据，则客户端仍要接收。
第三次挥手：服务端发送一个FIN，用来关闭服务端到客户端的数据传送，服务端进入Last_ack状态。
第四次挥手：客户端收到FIN后，客户端进入Time_wait状态，接着发送一个ACK给服务端，确认后，服务端进入Closed状态，完成四次挥手。

4.get与post区别

首先都是HTTP协议中请求数据的方式。

	GET	POST
产生数据包	1个TCP数据包	2个TCP数据包
数据大小	限制为 URL 的最大长度，因此传输数据量较小。	没有这种限制，可以传输更大量的数据。
工作流程	把http header和data一并发送出去，服务器响应200	浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）
适用于	传输少量数据，且数据对安全性要求不高的情况	传输大量数据，或者数据对安全性要求较高，如用户登录、密码修改等场景。

四、通信协议

1.MODBUS-RTU

Modbus是应用层软件通讯协议

物理层：MODBUS-RTU使用串行通信方式，在物理层上使用RS-232、RS-485等标准串口进行数据传输。其中，RS-485多用于长距离通信和多设备共享一个总线的情况。
数据帧结构：MODBUS-RTU使用了简单而紧凑的数据帧结构。每个数据帧包含了地址、功能码、数据以及错误检测等字段。通常情况下，从站会接收主站发送的请求并做出响应。
功能码：MODBUS-RTU定义了一系列功能码，用于表示不同的操作类型，例如读取寄存器、写入寄存器等。主站通过发送不同功能码的请求来指示从站执行相应的操作。
数据格式：MODBUS-RTU使用16进制表示数据，并采用大端字节序（高字节在前）进行传输。数据可以是开关量、模拟量等不同类型的数据。
错误检测：MODBUS-RTU使用循环冗余校验（CRC）来检测数据传输中的错误，保证数据的可靠性。接收方会对接收到的数据进行CRC校验，判断是否存在错误。

2.RS485和RS232

	RS485	RS232
传输规范	半双工同步协议	异步串口协议
工作模式	半双工	全双工
信号线	一对双绞线：A、B	RXD、TXD、GND三条线
传输距离	1200米	15米
传输速率	10Mbps	20Kbps
电气电平值	逻辑"1"以两线间的电压差为+(2-6)V表示逻辑"0"以两线间的电压差为 -(2-6)V表示	负逻辑关系即：逻辑"1"，-(5-15)V；逻辑"0 " +(5- 15)V
通信能力	允许连接多达128个收发器	只允许一对一通信。
抗干扰性	采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰性好。	使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰。