c/c++常见面试题

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：

1. void test1()
2. {
3. 　char string[10];
4. 　char* str1 = "0123456789";
5. 　strcpy( string, str1 );
6. }

    试题2：

1. void test2()
2. {
3. 　char string[10], str1[10];
4. 　int i;
5. 　for(i=0; i<10; i++)
6. 　{
7. 　　str1[i] = 'a';
8. 　}
9. 　strcpy( string, str1 );
10. }

    试题3：

1. void test3(char* str1)
2. {
3. 　char string[10];
4. 　if( strlen( str1 ) <= 10 )
5. 　{
6. 　　strcpy( string, str1 );
7. 　}
8. }

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

1. void strcpy( char *strDest, char *strSrc )
2. {
3. 　 while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ );
4. }

    4分

1. void strcpy( char *strDest, const char *strSrc )
2. //将源字符串加const，表明其为输入参数，加2分
3. {
4. 　 while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ );
5. }

    7分

1. void strcpy(char *strDest, const char *strSrc)
2. {
3. 　//对源地址和目的地址加非0断言，加3分
4. 　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );
5. 　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ );
6. }

    10分

1. //为了实现链式操作，将目的地址返回，加3分！
3. char * strcpy( char *strDest, const char *strSrc )
4. {
5. 　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );
6. 　char *address = strDest;
7. 　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ );
8. 　　return address;
9. }

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：

1. int strlen( const char *str ) //输入参数const
2. {
3. 　assert( str != NULL ); //断言字符串地址非0
4. 　int len=0;
5. 　while( (*str++) != '/0' )
6. 　{
7. 　　len++;
8. 　}
9. 　return len;
10. }

    试题4：

1. void GetMemory( char *p )
2. {
3. 　p = (char *) malloc( 100 );
4. }
6. void Test( void )
7. {
8. 　char *str = NULL;
9. 　GetMemory( str );
10. 　strcpy( str, "hello world" );
11. 　printf( str );
12. }

　 试题5：

1. char *GetMemory( void )
2. {
3. 　char p[] = "hello world";
4. 　return p;
5. }
7. void Test( void )
8. {
9. 　char *str = NULL;
10. 　str = GetMemory();
11. 　printf( str );
12. }

   试题6：

1. void GetMemory( char **p, int num )
2. {
3. 　*p = (char *) malloc( num );
4. }
6. void Test( void )
7. {
8. 　char *str = NULL;
9. 　GetMemory( &str, 100 );
10. 　strcpy( str, "hello" );
11. 　printf( str );
12. }

　 试题7：

1. void Test( void )
2. {
3. 　char *str = (char *) malloc( 100 );
4. 　strcpy( str, "hello" );
5. 　free( str );
6. 　... //省略的其它语句
7. }

　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

1. char *str = NULL;
2. GetMemory( str ); 

后的str仍然为NULL；

  试题5中

1. char p[] = "hello world";
2. 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

1. *p = (char *) malloc( num );

　后未判断内存是否申请成功，应加上

1. if ( *p == NULL )
2. {
3. 　//...进行申请内存失败处理
4. }

　试题7存在与试题6同样的问题，在执行

1. 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：

1. 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：

1. swap( int* p1,int* p2 )
2. {
3. 　int *p;
4. 　*p = *p1;
5. 　*p1 = *p2;
6. 　*p2 = *p;
7. }

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：

1. swap( int* p1,int* p2 )
2. {
3. 　int p;
4. 　p = *p1;
5. 　*p1 = *p2;
6. 　*p2 = p;
7. }

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

1. void Func ( char str[100] )
2. {
3. 　sizeof( str ) = ?
4. }
6. void *p = malloc( 100 );
7. sizeof ( p ) = ?

　解答：

1. sizeof( str ) = 4
2. 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：

1. char str[10];
2. 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；

1. char str[10];
2. 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？

1. least = MIN((*p)++, b);

解答：

1. #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：

1. #define MIN(A,B) (A) <= (B) ? (A) : (B)
2. #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)++) : b)

　　这个表达式会产生副作用，指针p会作两次++自增操作。

　　除此之外，另一个应该判0分的解答是：

1. #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？

1. #ifndef __INCvxWorksh
2. #define __INCvxWorksh
3. #ifdef __cplusplus
5. extern "C" {
6. #endif
7. /*...*/
8. #ifdef __cplusplus
9. }
11. #endif
12. #endif /* __INCvxWorksh */

 解答：

　　头文件中的编译宏

1. #ifndef　__INCvxWorksh
2. #define　__INCvxWorksh
3. #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：

1. 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：

1. //pStr是指向以'/0'结尾的字符串的指针
2. //steps是要求移动的n
4. void LoopMove ( char * pStr, int steps )
5. {
6. 　//请填充...
7. }

　解答：

　　正确解答1：

1. void LoopMove ( char *pStr, int steps )
2. {
3. 　int n = strlen( pStr ) - steps;
4. 　char tmp[MAX_LEN];
5. 　strcpy ( tmp, pStr + n );
6. 　strcpy ( tmp + steps, pStr);
7. 　*( tmp + strlen ( pStr ) ) = '/0';
8. 　strcpy( pStr, tmp );
9. }

　正确解答2：

1. void LoopMove ( char *pStr, int steps )
2. {
3. 　int n = strlen( pStr ) - steps;
4. 　char tmp[MAX_LEN];
5. 　memcpy( tmp, pStr + n, steps );
6. 　memcpy(pStr + steps, pStr, n );
7. 　memcpy(pStr, tmp, steps );
8. }

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：

1. typedef struct tagWaveFormat
2. {
3. 　char cRiffFlag[4];
4. 　UIN32 nFileLen;
5. 　char cWaveFlag[4];
6. 　char cFmtFlag[4];
7. 　char cTransition[4];
8. 　UIN16 nFormatTag ;
9. 　UIN16 nChannels;
10. 　UIN16 nSamplesPerSec;
11. 　UIN32 nAvgBytesperSec;
12. 　UIN16 nBlockAlign;
13. 　UIN16 nBitNumPerSample;
14. 　char cDataFlag[4];
15. 　UIN16 nAudioLength;
17. } 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：

1. WAVEFORMAT waveFormat;
2. 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：

1. class String
2. {
3. 　public:
4. 　　String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
5. 　　String(const String &other); // 拷贝构造函数
6. 　　~ String(void); // 析构函数
7. 　　String & operator =(const String &other); // 赋值函数
8. 　private:
9. 　　char *m_data; // 用于保存字符串
10. };

解答：

1. //普通构造函数
3. String::String(const char *str)
4. {
5. 　if(str==NULL)
6. 　{
7. 　　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
8. 　　//加分点：对m_data加NULL 判断
9. 　　*m_data = '/0';
10. 　}
11. 　else
12. 　{
13. 　　int length = strlen(str);
14. 　　m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好
15. 　　strcpy(m_data, str);
16. 　}
17. }
19. // String的析构函数
21. String::~String(void)
22. {
23. 　delete [] m_data; // 或delete m_data;
24. }
26. //拷贝构造函数
28. String::String(const String &other) 　　　// 得分点：输入参数为const型
29. {
30. 　int length = strlen(other.m_data);
31. 　m_data = new char[length+1]; 　　　　//加分点：对m_data加NULL 判断
32. 　strcpy(m_data, other.m_data);
33. }
35. //赋值函数
37. String & String::operator =(const String &other) // 得分点：输入参数为const型
38. {
39. 　if(this == &other) 　　//得分点：检查自赋值
40. 　　return *this;
41. 　delete [] m_data; 　　　　//得分点：释放原有的内存资源
42. 　int length = strlen( other.m_data );
43. 　m_data = new char[length+1]; 　//加分点：对m_data加NULL 判断
44. 　strcpy( m_data, other.m_data );
45. 　return *this; 　　　　　　　　//得分点：返回本对象的引用
46. }

　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：

1. 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：

1. classA a, b, c;
2. (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：

1. int checkCPU()
2. {
3. 　{
4. 　　union w
5. 　　{
6. 　　　int a;
7. 　　　char b;
8. 　　} c;
9. 　　c.a = 1;
10. 　　return (c.b == 1);
11. 　}
12. }

   另一解法:

1. int checkCPU1()
2. {
3.     int a = 0x1234;
4.     int b = *(BYTE *)&a;
5.     return (b == 0x34);
6. }

　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：

1. int Sum( int n )
2. {
3. 　return ( (long)1 + n) * n / 2;　　//或return (1l + n) * n / 2;
4. }

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！

1. int Sum( int n )
2. {
3. 　long sum = 0;
4. 　for( int i=1; i<=n; i++ )
5. 　{
6. 　　sum += i;
7. 　}
8. 　return sum;
9. } 

所以程序员们需要敏感地将数学等知识用在程序设计中。