2021InterviewSolution

原 作者 卢靖超 | 发表于 | 分类于 2022级

西邮Linux兴趣小组2021纳新面试题题解

感谢 Zhilu 重新录入题目原件。好人一生平安。

注:

  • 本题目仅作西邮Linux兴趣小组2021纳新面试题的有限参考。
  • 为节省版面本试题的程序源码中省略了#include指令。
  • 本试题中的程序源码仅用于考察C语言基础，不应当作为C语言代码风格的范例。
  • 题目难度与序号无关。
  • 所有题目均假设编译并运行x86_64 GNU/Linux环境。

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本试题使用采用 知识共享署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际许可协议 进行许可。

1. 大小和长度竟然不是一个意思

sizeof()和strlen()有什么异同之处？

他们对于不同参数的结果有什么不同？请试举例子说明。

int main(void) {
   
  char s[] = "I love Linux\0\0\0";//字符数组末尾自动填充\0
  int a = sizeof(s);//数组大小为16
  int b = strlen(s);//字符串长度为12
  printf("%d %d\n", a, b);
}

strlen返回字符串长度（不包括"\0"）。

sizeof返回占字节数。

2. 箱子的大小和装入物品的顺序有关

test1和test2都含有：1个short、1个int、1个double，那么sizeof(t1)和sizeof(t2)是否相等呢？这是为什么呢？

struct test1 {
   
  int a;
  short b;
  double c;
};
struct test2 {
   
  short b;
  int a;
  double c;
};
int main(void) {
   
  struct test1 t1;
  struct test2 t2;
  printf("sizeof (t1) : %d\n", sizeof(t1));
  printf("sizeof(t2): %d\n", sizeof(t2));
}

相等，结构体占内存需是内部最大类型的倍数，2（short）+4（int）=6<8,补为8,两个结构体，占内存均为16.

3. 哦，又是函数

想必在高数老师的教导下大家十分熟悉函数这个概念。那么你了解计算机程序设计中的函数吗？请编写一个func函数，用来输出二维数组arr中每个元素的值。

/*在这里补全func函数的定义*/
int main(void) {
   
  int arr[10][13];
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
    for (int j = 0; j < 13; j++) {
   
      arr[i][j] = rand();
    }
  }
  func(arr);
}

rand():产生一个随机数。

int func (int a[10][13]){
   
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
    for (int j = 0; j < 13; j++) {
   
      printf("%d  ",a[i][j]);
    }
  }
  return 0;
}

4.就不能换个变量名吗？

  • 请结合下面的程序，简要谈谈传值和传址的区别。
  • 简要谈谈你对C语言中变量的生命周期的认识。
int ver = 123;//是全局变量，生命周期为整个程序
void func1(int ver) {
   
  ver++;
  printf("ver = %d\n", ver);//输出1026
}
void func2(int *pr) {
   
  *pr = 1234;
  printf("*pr = %d\n", *pr);//输出1234
  pr = 5678;
  printf("ver = %d\n", ver);//输出123
}
int main() {
   
  int a = 0;//是局部变量，生命周期为main（）
  int ver = 1025;//是局部变量，生命周期为main（）
  for (int a = 3; a < 4; a++) {
   
    static int a = 5;//static变量存放在静态存储区，只执行一次；int a生命周期为for循环
    printf("a = %d\n", a);//输出5
    a = ver;
    func1(ver);
    int ver = 7;//生命周期为for循环
    printf("ver = %d\n", ver);//输出7
    func2(&ver);
  }
  printf("a = %d\tver = %d\n", a, ver);
}

传值：实际是把实参的值赋值给行参，相当于copy。那么对行参的修改，不会影响实参的值 。（对应func1）
传址： 是传值的一种特殊方式，只是他传递的是地址，不是普通的赋值，那么传地址以后，实参和行参都指向同一个对象，因此对形参的修改会影响到实参。(对应func2）

5. 套娃真好玩！

请说明下面的程序是如何完成求和的？

unsigned sum(unsigned n) {
    return n ? sum(n - 1) + n : 0; }
int main(void) {
    printf("%u\n", sum(100)); }

写了一个递归函数，当n!=0时，+n再调用sum函数，一直到sum(0),为100+99+……+0

6. 算不对的算术

void func(void) {
   
  short a = -2;
  unsigned int b = 1;
  b += a;
  int c = -1;
  unsigned short d = c * 256;//2^8
  c <<= 4;
  int e = 2;
  e = ~e | 6;
  d = (d & 0xff) + 0x2022;
  printf("a=0x%hx\tb=0x%x\td=0x%hx\te=0x%x\n", a, b, d, e);
  printf("c=Ox%hhx\t\n", (signed char)c);
}

位运算：

1111111111111111111111111111110 1111111111111111111111111111111
0000000000000000000000000000001 d = c * 256;(c<<8)1111111100000000
b+=a=1111111111111111111111111111111 c<<4=1111111111111111111111111110000
~e =1111111111111111111111111111101 1111111100000000
0000000000000000000000000000110 0xff=11111111
e = ~e |6=1111111111111111111111111111110 d & 0xff=0000000000000000

输出：a=0xfffe b=0xffffffff d=0x2022 e=0xffffffff
c=0xf0（强制转换成signed char型 一字节，%hhx）

%x：无符号16进制。

7. 指针和数组的恩怨情仇

int main(void) {
   
  int a[3][3] = {
   {
   1, 2, 3}, {
   4, 5, 6}, {
   7, 8, 9}};
  int(*b)[3] = a;
  ++b;
  b[1][1] = 10;
  int *ptr = (int *)(&a + 1);
  printf("%d %d %d \n", a[2][1], **(a + 1), *(ptr - 1));//输出10 4 9
}

b指向数组a，++b，指向a[1][0],b[1][1]为a[2][1]的地址，**（a+1）为a[1][0]的地址。ptr为三级指针 ，（&a+1）指向a的地址+9,*（ptr-1）地址减1,为a[2][2]的地址。

8. 移形换位之术

下面有a、b、c三个变量和4个相似的函数。

  • 你能说出使用这三个变量的值或地址作为参数分别调用这5个函数，在语法上是否正确吗？
  • 请找出下面的代码中的错误。
  • const int和int const是否有区别？如果有区别，请谈谈他们的区别。//无区别
  • const int *和int const *是否有区别？如果有区别，请谈谈他们的区别。//无区别：指针指向的值不可改变（只读变量）
int a = 1;
int const b = 2;
const int c = 3;
void funco(int n) {
   
  n += 1;
  n = a;
}
void func1(int *n) {
   
  *n += 1;
  n = &a;
}
void func2(const int *n) {
   
  *n += 1;//此行错误，const int *n  指针指向的值不可改变。
  n = &a;
}
void func3(int *const n) {
   
  *n += 1;
  n = &a;//此行错误，int *const n 指针的地址不可改变
}
void func4(const int *const n) {
   
  *n += 1;//
  n = &a;//这两行错误，const int *const n 类型 指针的地址和指向的值均不可改变。
}

第一个函数，都可以调用。第二个函数只有a可以调用。后三个函数均有错误。

const默认作用于其左边的东西，如果左边没东西，则作用于其右边的东西。

9. 听说翻转字母大小写不影响英文的阅读？

请编写convert函数用来将作为参数的字符串中的大写字母转换为小写字母，将小写字母转换为大写字母。返回转换完成得到的新字符串。

char *convert(const char *s);
int main(void) {
   
  char *str = "XiyouLinux Group 2022";
  char *temp = convert(str);
  puts(temp);
}

解：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
char *convert(const char *s) {
   
	char *a = (char *)malloc(sizeof(char) * 40);
  strcpy(a,s);
	for (int i = 0; i < 40; i++) {
   
		if (a[i] >= 'A' && a[i] <= 'Z') {
   
			a[i] += 32;
		}else{
   
            if (a[i] >= 'a' && a[i] <= 'z') {
   
			a[i] -= 32;
		}
        }
	}
	return a;
}
int main(void) {
   
  char *str = "XiyouLinux Group 2022";
  char *temp = convert(str);
  puts(temp);
}

10. 交换礼物的方式

  • 请判断下面的三种Swap的正误，分别分析他们的优缺点。
  • 你知道这里的do {...} while(0)的作用吗？
  • 你还有其他的方式实现Swap功能吗？
#define Swap1(a, b, t) \
  do {
                      \
    t = a;             \
    a = b;             \
    b = t;             \
  } while (0)
#define Swap2(a, b) \
  do {
                   \
    int t = a;      \
    a = b;          \
    b = t;          \
  } while (0)
void Swap3(int a, int b) {
   
  int t = a;
  a = b;
  b = t;
}

1.Swap3有错误，传值使交换仅在Swap3中进行，对调用函数的实参无影响。

应改为

void Swap3(int *a, int *b) {
  int t = *a;
  *a = *b;
  *b= t;
}

#define 宏定义在预编译时将程序中的标识符替换为后面的语句。（若要换行应在末尾加上 \ ）

**优点：**少了函数调用，提高程序运行效率。

缺点：不会检查参数、类型是否合法。

作用：防止语法错误，若宏函数不用 do{}while() 即：

#define Swap2(a, b) \
  {              \
    int t = a;      \
    a = b;          \
    b = t;          \
  }
  int main(int argc, char *argv[]) {
 int a=1,b=2,t=0;
 Swap2(a, b);
    printf("%d %d %d", a,b,t);
}

展开后，为

int main(int argc, char *argv[]) {
 int a=1,b=2,t=0;
{              
    int t = a;      
    a = b;          
    b = t;          
  };//此处语法错误
    printf("%d %d %d", a,b,t);
}

11. 据说有个东西叫参数

你知道argc和argv的含义吗？请解释下面的程序。

你能在不使用argc的前提下，完成对argv的遍历吗？//不能

int main(int argc, char *argv[]) {
   
  printf("argc = %d\n", argc);//输出参数1,即这个文件
  for (int i = 0; i < argc; i++)
    printf("%s\n", argv[i]);//输出了包含了程序所在的完整路径。
}

argc 表示传入main函数的参数个数；即这个文件

argv 表示传入main函数的参数序列或指针，并且第一个参数argv[0]一定是程序的名称，并且包含了程序所在的完整路径。

12. 人去楼空

这段代码有是否存在错误？谈一谈静态变量与其他变量的异同。

int *func1(void) {
   
  static int n = 0;
  n = 1;
  return &n;
}
int *func2(void) {
   
  int *p = (int *)malloc(sizeof(int));//堆内存，不会随函数的结束被释放。程序在运行的时候用 malloc 申请任意内存，动态内存的生存期由程序员自己决定在何时用 free释放内存,使用非常灵活。
  *p = 3;
  return p;
}
int *func3(void) {
   //函数不能通过返回指向栈内存的指针
  int n = 4;
  return &n;//栈内存，函数调用结束后该局部自动变量被抛弃，这个指针指向一个不再存在的对象，是无意义的。
}
int main(void) {
   
  *func1() = 4;
  *func2() = 5;
  *func3() = 6;
}

func3错误。

静态（static）变量存放在静态存储区，只执行一次。生命周期是从对象定义到程序结束的。

13. 奇怪的输出

int main(void) {
   
  int data[] = {
   0x636c6557, 0x20656d6f, 0x78206f74,
                0x756f7969, 0x6e694c20, 0x67207875,
                0x70756f72, 0x32303220, 0x00000a31};
  puts((const char*)data);
}

大小端：对于一个由2个字节组成的16位整数，在内存中存储这两个字节有两种方法：一种是将低序字节存储在起始地址，这称为小端字节序；另一种方法是将高序字节存储在起始地址，这称为大端字节序。

即：

大端是高字节存放到内存的低地址。

小端是高字节存放到内存的高地址。

操作系统一般为小端。

通讯协议一般为大端。

14. 请谈谈对从「C语言文件到可执行文件」的过程的理解

1.先预处理，然后编译，把c语言代码翻译成汇编语言的代码。(.c->.s)

2.再汇编，将之前编译得到的汇编语言代码翻译为二进制机器码。(.s->.o)

3.最后链接，每个目标文件.o合并成为一个可执行程序。（.o->.out）

15. (选做) 堆和栈

你了解程序中的栈和堆吗？它们在使用上有什么区别呢？请简要说明。

1、栈区（stack）： 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。
2、堆区（heap） ： 由程序员分配释放。（malloc）

16. (选做) 多文件

一个程序在不使用任何头文件的情况下，如何使用另一个文件中的函数。

extern函数：可以引用另一个文件中的变量，函数。

a.c

#include<stdio.h>
int sum(int a,int b){
int c;
c=a+b;
return c;
}

main.c

#include<stdio.h>
int main(){
extern int sum;
int x=1,y=2,z;
z=sum(x,y);
printf("%d",z);
}

链接

17. (选做) GNU/Linux与文件

  • 你知道如何在 GNU/Linux下如何使用命令行创建文件与文
    件夹吗？
  • 你知道GNU/Linux下的命令ls 的每一列的含义吗？
  • 你知道GNU/Linux下文件的访问时间、修改时间、创建时间如何查看吗？并简单说说他们的区别。

创建文件夹：mkdir

创建文件:touch