C/C++ 程序设计员应聘常见面试试题深入剖析

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 = '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++) != '' )
　...{
　　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

　　后的 str 仍然为 NULL ；

char   * str  =  NULL;
GetMemory( str ); 

　　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'�'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 ) ) = '';
　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'�'的空
　　//加分点：对m_data加NULL 判断
　　*m_data = '';
　}
　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;
}  

　　所以程序员们需要敏感地将数学等知识用在程序设计中。