2009年7月15日星期三

你的C/C++基本功是否扎实?

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。
1.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[url=]内存[/url]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. 编写一个标准strcpy函数
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。
补充:
#include <filename.h> 和 #include "filename.h" 有什么区别?
答:对于#include <filename.h> ,编译器从标准库路径开始搜索 filename.h
对于#include "filename.h" ,编译器从用户的工作路径开始搜索 filename.h
  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" {

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