西邮Linux兴趣小组2021纳新面试题题解
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
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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";
int a = sizeof(s);
int b = strlen(s);
printf("%d %d\n", a, b);
}
输出结果为：16 12
sizeof运算符计算字符串在内存中所占大小，strlen函数计算字符串本身长度。
字符串末尾默认带有\0作为结尾，加上前面12个字符和3个\0，共计16个字节所以输出16。
srtrlen仅仅计算字符串从长度因此输出12。
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));
}
输出结果为：sizeof(t1):16
sizeof(t2):16
本题涉及到内存对齐，内存对齐是指：
1.第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。（即结构体的首地址处，即对齐到0处）
2.其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
3.结构体的总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
4.如果嵌套了结构体，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
对齐数 = 该结构体成员变量自身的大小与编译器默认的一个对齐数的较小值，一般来说默认对齐数为8。
test1中对齐方式如下:aaaabb cccccccc(共计16字节)
test2中对齐方式如下:bb aaaacccccccc(共计16字节)
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);
}
代码如下：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int func(int(*x)[]);
int func(int(*x)[])
{
for(int i =0;i<10;i++)
{
for(int j=0;j<13;j++)
{
printf("%d ",(*(*x+i)+j));
}
}
}
int main()
{
int arr[10][13];
for(int i =0;i<10;i++)
{
for(int j=0;j<13;j++)
{
arr[i][j]=rand();
}
}
func(arr);
}
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;
void func1(int ver) {
ver++;
printf("ver = %d\n", ver);
}
void func2(int *pr) {
*pr = 1234;
printf("*pr = %d\n", *pr);
pr = 5678;
printf("ver = %d\n", ver);
}
int main() {
int a = 0;
int ver = 1025;
for (int a = 3; a < 4; a++) {
static int a = 5;
printf("a = %d\n", a);
a = ver;
func1(ver);
int ver = 7;
printf("ver = %d\n", ver);
func2(&ver);
}
printf("a = %d\tver = %d\n", a, ver);
}
输出结果为：
a=5
ver=1026
ver=7
*pr=1234
ver=123
a=0 ver=1025
程序先定义了两个函数，func1对传入的参数进行+1,再打印其值，func2对传入的指针指向的变量赋值1234,再打印其值，之后修改地址为5678,最后打印全局变量ver的值。
执行程序进入main函数，定义a，ver，进入for循环并将3赋值给a，定义静态变量a并赋初值5,首先打印静态变量a的值5，之后将ver的值赋值给a，执行func1函数传入实参ver，+1并打印1026，在将7赋值给ver，打印ver的值7,
进入func2函数传入ver的地址，打印修改后ver的值1234,打印全局变量ver的值123,退出循环打印main函数中最初定义的a和ver的值。
局部变量的生命周期仅在该函数中，内存随着函数的结束释放。全局变量的生命周期是整个程序，随着整个程序的结束释放。静态局部变量同全局变量一样。
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)); }
输出结果为：5050
该程序通过定义了一个函数，函数不断递归，从100每次-1进行递归，直到递归到0，这一过程实现从100到1的求和。
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;
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);
}
输出结果为：a=0xfffe b=0xffff d=0x2022 e=0xffffffff
c=0xf0
负数的十六进制是先转化为二进制在进行取反加一
-2的short类型十六进制为0xfffe，b=-1,b的short类型十六进制为0xffff，256的二进制值为0000001000000000，-256的二进制值为1111111000000000，和0xff进行按位与运算的结果为0,因此d=0x2022,6的八位二进制为00000110与111111101按位或结果为11111111,则e为0xffffffff，c二进制为10000001,左移四位得00010000转化为16进制为0xf0。
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));
}
输出结果为：10 4 9
定义一个数组指针b指向数组a，给b+1使它指向第二个一维数组，则b[1][1]指向第三个一维数组的第二个元素，并赋值为10,那么a[2][1]的值就为10,数组名代表数组首元素地址，二维数组数组名代表，二维数组中第一个一维数组的地址，加一变成第二个一维数组的地址，那么**(a + 1)的值就为4,二维数组取地址加一跨越的长度是整个数组，定义指针ptr指向&a + 1，那么ptr-1就指向数组最后一个元素，则 *(ptr - 1)的值为9。
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。const int *和int const *是否有区别？如果有区别，请谈谈他们的区别。
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;
n = &a;
}
void func3(int *const n) {
*n += 1;
n = &a;
}
void func4(const int *const n) {
*n += 1;
n = &a;
}
不正确，func2函数中声明了const int *n，那么指针的内容就不能改变，所以*n += 1不合法。 func3函数中声明了int *const n，那么指针的指向就不能被改变，所以n = &a不合法。 func4函数中声明了const int *const n，那么指针的内容和指向就不能被改变，所以*n += 1和n = &a和不合法。 const int和int const是相同的，const int *和int const *是不同的，const在谁前面谁就不能改变，const int *内容不可变，int const *指针不可变。
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);
}
代码如下：
#include<stdio.h>
#include<malloc.h>
#include<string.h>
char*convert( char*s);
char*convert( char*s)
{
char*str=(char *)malloc(sizeof(char)*30);
strcpy(str,s);
for(int i=0;i<22;i++)
{
if(*(str+i)>='a'&&*(str+i)<='z')
*(str+i)-=32;
else if(*(str+i)>='A'&&*(str+i)<='Z')
*(str+i)+=32;
}
return str;
free(str);
}
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;
}
int a=1,b=3,t=6;
Swap1(a,b,t)=3 1 1;
Swap2(a,b)=3 1;
Swap3(a,b)=3 1;
函数Swap3必须在函数中打印出交换后，a，b的值，若在函数结束后进行打印则输出原有的a，b值，并不会修改main函数中的值；
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？
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("argc = %d\n", argc);
for (int i = 0; i < argc; i++)
printf("%s\n", argv[i]);
}
argc为整形表示输入参数的个数
argv指针数组
argv[0]指向输入程序的路径及名称
argv[i]指向输入的第i-1个参数
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));
*p = 3;
return p;
}
int *func3(void) {
int n = 4;
return &n;
}
int main(void) {
*func1() = 4;
*func2() = 5;
*func3() = 6;
}
有错误，在func3函数中，返回了n的地址，但是n为函数中定义的局部变量，生存期在函数运行结束后结束，因此main函数中无法将6赋值给n。
malloc函数可以申请分配一块内存地址，分配成功后，malloc函数返回这块内存的首地址，需要一个指针来接受这个地址。
例如:char*p=(char*)malloc(n*sizeof(char))
且应在使用前调用头文件c#include<malloc.h>并在使用完成后进行手动释放```c free（）``
静态变量（static）将变量储存在静态储存区，程序结束后由系统释放，使得在本函数结束后依旧可以在main函数中使用该变量。
13. 奇怪的输出
int main(void) {
int data[] = {
0x636c6557, 0x20656d6f, 0x78206f74,
0x756f7969, 0x6e694c20, 0x67207875,
0x70756f72, 0x32303220, 0x00000a31};
puts((const char*)data);
}
输出结果为：Welcome to xiyou Linux group 2021
程序实现了通过16进制ASCII码输出字符串的过程，由于常用的X86结构是小端模式，低位存储在低地址，那么存储之后的顺序就变成了0X57656c63,并从低地址开始读取每一个字符并输出。
14. 请谈谈对从「C语言文件到可执行文件」的过程的理解
1.预处理：将#define删除并且展开头文件，出处理预编译指令，删除所有的注释。
2.编译：检查语法，优化源代码。
3.汇编 ：将高级语言转化成机器语言。
4.链接 ：分配地址和空间，合成可执行的程序。
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。
栈由操作系统自动分配释放，用于存放函数的函数值、局部变量等。
堆由开发人员分配和释放，若开发人员不释放，程序结束时由系统回收。
堆和栈的区别：
（1）管理方式不同。栈由操作系统自动分配释放，无需我们手动控制；堆的申请和释放由程序员控制，容易产生内存泄漏。
（2）空间大小不同。每个进程拥有的栈的大小要远远小于堆的大小。理论上程序员可申请的堆的大小为虚拟内存的大小。
（3）分配方式不同。堆都是动态分配的。栈有两种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是由操作系统完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，它的动态分配是由操作系统进行释放，无需我们手工实现。
（5）分配效率不同。栈由操作系统自动分配，会在硬件层级对栈提供支持，堆由函数或者运算符完成生成和相关管理，堆得效率比栈低得多。
（6）存放的内容不同。栈存放的内容：函数返回地址、相关参数、局部变量和寄存器内容等。而堆的具体存放内容由程序员来定。
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。
如果A中定义了一个函数，要在B中使用该函数，可以在函数前加上extern声明，声明该函数是在其他的联合文件中的。
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？
创建文件：touch XXX
创建文件名夹：mkdir XXX- 你知道
GNU/Linux下的命令ls 的每一列的含义吗？
ls表示列出当前目录的清单，每一列代表当前目录的文件夹和文件。- 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。
使用stat命令加文件名查看访问时间修改时间和创建时间。
访问时间是最近一次打开文件的时间，修改时间是最近一次对文件修改的时间，创建时间是该文件创建的时间。