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嵌入式面试题
- 第一部分：基本概念
- 1.关键字static的作用
- 2.引用与指针的区别：
- 3..h头文件中的#ifndef/#define/#endif作用：
- 4.#include <>与#include “”区别：
- 5.描述实时系统的基本特性：
- 6.全局变量与局部变量是否存在区别？
- 7.堆栈溢出一般是由于什么原因？
- 8.冒泡排序算法的时间复杂度
- 9.什么函数不能声明为虚函数？
- 10.队列与栈的区别：
- 11.不能做switch()的参数类型
- 12.局部变量是否能和全局变量重名？
- 13.如果引用一个已经定义过的全局变量？
- 14.全局变量能不能定义在可被多个.c文件包含的头文件中？
- 15.for(;1;)有什么问题？什么意思？
- 16.do…while()与while…do有什么区别？
- 17.static全局变量、局部变量、函数与普通全局变量、局部变量、函数有什么区别？
- 18.程序的内存分配
- 19.堆和栈的区别
- 20.什么是预编译，什么时候需要预编译？
- 21.关键字const含义
- 22.关键字volatile含义？应用例子：
- 23.三种基本数据模型
- 24.结构体与联合体有什么区别
- 25.#define与const区别：
- 26.数组与指针区别：
- 27.分别写出bool、int、float、指针类型的变量a与零比较的语句：
- 28.如何判断一段程序是由c编译还是由c++编译程序编译的？
- 29.讨论含参数的宏与函数优缺点：
- 30.使用两个栈来实现一个队列的功能
- 31.位操作
- 32.访问固定的内存位置
- 33.中断
- 34.typedef
- 35.写一个“标准”的宏
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第一部分：基本概念
1.关键字static的作用
（1）在函数体内：一个被声明为静态的变量，在这一函数被调用过程中，维持其值不变。（该变量值初始化一次）
（2）在模块内，函数体外：一个被声明为静态的变量，可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其他函数访问。
（3）在模块内，一个被声明为静态的函数，该函数只能被这一模块内其他函数调用，其他模块无法调用。
2.引用与指针的区别：
（1）引用必须初始化，指针不用
（2）引用初始化后不能修改，指针可以改变所指对象
（3）不存在指向空的引用，指针存在空值
指针通过某个指针变量指向一个对象后，对它所指向的变量间接操作。
引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。
3…h头文件中的#ifndef/#define/#endif作用：
防止头文件被重复引用
4.#include <>与#include “”区别：
<>是从系统指定的路径下寻找；””是先从当前路径下寻找
5.描述实时系统的基本特性：
在特定时间内完成特定的任务，实时性与可靠性。
6.全局变量与局部变量是否存在区别？
全局变量存在静态数据区，局部变量存在栈中
7.堆栈溢出一般是由于什么原因？
（1）没有回收垃圾资源
（2）层次太深的递归调用
8.冒泡排序算法的时间复杂度
O(n^2)
9.什么函数不能声明为虚函数？
构造函数
10.队列与栈的区别：
队列：先进先出；栈：先进后出
11.不能做switch()的参数类型
实型
12.局部变量是否能和全局变量重名？
可以。局部变量会屏蔽全局变量。若要使用全局变量，使用::。
在函数内引用该重名变量时，会使用同名的局部变量，而不会使用全局变量（就近原则）。
对一些编译器而言，同一函数内可以定义多个同名的局部变量，例如：在两个循环体内都定义一个同名的局部变量，而那个局部变量的作用域就在该循环内。
13.如果引用一个已经定义过的全局变量？
可以包含其头文件，也可使用关键字extern。
引用头文件：通过引用头文件的方式来引用某个头文件中声明的变量，假如将该变量写错了，在编译阶段会报错。
extern：通过extern的方式引用，若将变量写错，编译阶段编译器不会报错，在链接阶段会进行报错提示。
14.全局变量能不能定义在可被多个.c文件包含的头文件中？
可以。在不同的C文件中以static的形式来声明同名全局变量。
可以在不同的C文件中声明同名的全局变量，前提是只能在一个C文件中对变量赋初值，此时链接不会报错。
15.for(;1;)有什么问题？什么意思？
与while(1)相同，无限循环
16.do…while()与while…do有什么区别？
前者循环一遍后再判断；后者先判断后循环
17.static全局变量、局部变量、函数与普通全局变量、局部变量、函数有什么区别？
（1）static全局变量与非static全局变量区别：
存储方式上相同，都是静态存储。
作用域：非static全局变量的作用域在各个文件中都是有效的；static的全局变量作用域只限于当前源文件中，只初始化一次。
（2）static函数与普通函数作用域不同。Static函数只能在当前源文件中使用，而非Static函数可以在其他源文件中使用。
（3）static局部变量只初始化一次，下次调用使用上次的数值。
18.程序的内存分配
C/C++编译的程序占用的内存分为以下几部分。
（1） 栈区，编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。
（2） 堆区，由程序员分配释放。若程序员没有进行资源回收，程序结束时，可能会由OS回收。与数据结构中的堆是两回事。
（3） 全局区（静态区），全局变量与静态变量是存储在一起的。初始化的全局变量与初始化的静态变量在一块区域，未初始化的全局变量与未初始化的静态变量存储在一起。程序结束后由OS释放
（4） 常量区，存储常量，字符串。程序结束后由OS回收。
（5） 程序代码区，存放函数体的二进制代码。
示例：
int a = 0; //全局初始化区域
char *p1; //全局未初始化区域
int main(int argc, char const *argv[]) {
int b; //栈
char s = "sss"; //栈
char *p2; //栈
char *p3 = "123456"; //p3在栈上，“123456\0”在常量区
static int c = 0; //全局初始化区域
p1 = (char *)malloc(10); //分配得到的区域在堆上
p2 = (char *)malloc(20);
strcpy(p1, "123456"); //“123456\0”在常量区
return 0;
}
19.堆和栈的区别
（1）申请方式：
堆：由程序员申请，在c语言中使用malloc函数申请。（嵌入式单片机应用中不建议使用此函数）。
例如：p2 = (char *)malloc(10)，p2本身是在栈上。
C++中，new运算符
栈：由系统分配。
（2）申请后系统响应：
栈：若当前栈的剩余空间大于申请空间，系统将会给程序提供内存；否则，将提示异常，栈溢出。
堆：操作系统有个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，将会遍历该链表，寻找第一个内存空间大于所申请空间的堆节点，然后将该节点从链表中删除，并将该内存空间分配给程序。找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小，此时系统会将多余的部分重新放入空闲链表中。对于大多数系统，这块内存空间的首地址会记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确释放该块内存空间。
（3）申请大小的限制：
栈：在windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域（栈顶地址与容量是系统提前规定好的）。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。堆的大小限制于系统中有效的虚拟内存。
（4）申请效率：
栈：由系统自动分配，速度快，但程序员无法操作。
堆：由new、malloc分配，速度慢，容易产生内存碎片，但使用方便。
Windows下最好使用virtual alloc分配内存，这块内存既不在堆，也不在栈，是直接在进程的地址空间中保留一块内存，速度快，灵活，使用不方便。
（5）堆和栈中的存储内容
栈：在函数调用时，是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数C语言编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。静态变量不入栈，在全局初始化区域。
当函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续执行。
堆：一般在堆的头部用一个字节存储堆的大小。堆中的具体内容由程序员分配。
（6）存取效率比较：
Char s1[] = “ssssss”;
Char *s2 = “bbbbbb”;
aaaaaa是在运行时赋值的，bbbbbb是在编译时确定的。
但在以后的存取中，栈上的数组比指针指向的字符串（堆）块。
void main() {
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p = "1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
对应的汇编代码
10:a=c[1];
004010678A4DF1movcl,byteptr[ebp-0Fh]
0040106A884DFCmovbyteptr[ebp-4],cl
11:a=p[1];
0040106D8B55ECmovedx,dwordptr[ebp-14h]
004010708A4201moval,byteptr[edx+1]
004010738845FCmovbyteptr[ebp-4],al
第一种：在读取时，直接将字符串中的元素读到寄存器c1中
第二种：先将指针读取到edx中，再根据edx读取字符。
20.什么是预编译，什么时候需要预编译？
预编译又称为预处理，是做代码文本的替换工作，处理#开头的指令，比如拷贝#include包含的头文件代码；#define宏定义的替换。在程序开始编译之前进行。
C语言编译系统在对程序编译之前，先进行预处理。预处理主要提供以下功能：
（1）宏定义（2）头文件包含（3）条件编译
21.关键字const含义
const 只读
应用：
const int a; //常整型数
int const a; //常整型数
const int *a; //a是一个指向常整型数的指针（指针可以修改，整型数不可修改）
int * const a; //a是一个指向整型数的常指针（指针不可以修改，整型数可以修改）
const int * const a; //a是一个指向常整形数的常指针（都不可修改）
使用const关键字的理由：
（1） 为读代码的人提供非常有用的信息，实际上应用一个参数为常量是为了告诉用户这个参数的应用目的。
（2） 通过给优化器一些附加信息，使用关键字const也许能够产生更紧凑的代码
（3） 合理使用const可以使编译器很自然的保护那些不希望被修改的参数，防止其被无意的代码修改。
22.关键字volatile含义？应用例子：
含义：
一个被定义为volatile的变量是说这个变量可能会被意想不到的改变，这样编译器就不会去假设这个变量的值了。准确的说，优化器在用到这个变量时，必须每次都小心点重新读取这个变量的值，而不是直接使用寄存器中的备份值。
应用：
（1）并行设备的硬件寄存器
（2）一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量。
（3）多线程应用中被几个任务共享的变量
其他问题：
-
一个参数既可以是const还可以是volatile吗？为什么？
-
一个指针可以是volatile吗
-
下面函数有什么错误
int square(volatile int *ptr) {
Return *ptr * *ptr;
}
(1) 可以，一个例子为只读的状态寄存器。它是volatile是应为他可能被意想不到的改变。它是const是应为程序不因该去修改它。
(2) 是的，虽然不常见。一个例子为中断服务子程序修改一个指向一个buffer的指针时。
(3) 这段代码的目的是为了返回指针ptr的平方，但是由于ptr是一个指向volatile类型的参数，因此编译器将产生类似于下面的代码：
int square(volatile int *ptr) {
int a, b;
A = *ptr;
B = *ptr;
Return a * b;
}
由于*ptr的值可能被意想不到的改变，因此，a与b的值可能不同，结果这段代码返回的结果与预期可能并不相同。
正确代码：
int square(volatile int *ptr) {
int a;
A = *ptr;
Return a * a;
}
23.三种基本数据模型
按照数据结构类型的不同，将该数据模型划分为层次模型、网状模型、关系模型
24.结构体与联合体有什么区别
共用体，允许在相同的内存地址存储不同的数据类型；可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同内存地址的方式
共用体，占用的内存应该足够存储共用体中最大的成员。
结构体，占用内存是内部所有变量所占空间之和。结构体，每个成员变量都有自己的内存地址。
25.#define与const区别：
1.const有数据类型，宏定义没有数据类型；编译器可以对前者进行安全检查，对于后者不能进行安全检查，只能进行字符替换。
2.有些调试工具可以对const进行调试，而宏定义无法调试。
3.const定义的常量有作用域，而#define不重视作用域，默认定义处到文件结尾。
26.数组与指针区别：
数组要么在静态数据区被创建，要么在栈上被创建。
指针可以随时指向任意类型的内存块。
（1）修改内容上的差别：
char a[] = “hello”;
A[0] = ‘x’;
Char *p = “world”;//p指向的是常量字符串
P[0] = ‘x’;//编译器无法发现该错误，运行时会报错
（2）使用sizeof()运算符计算容量：
数组可以使用sizeof计算出容量，而sizeof§计算得到的是一个指针变量的字节数，一般为4个字节，而不是p所指向的内存容量。
注意：当数组作为函数形参进行传递时，该数组自动退化为同类型指针：
void TestBufferSize1(char a[]) {
printf("buffer size = %d \r\n", sizeof(a));
}
void TestBufferSize2(char a[6]) {
printf("buffer size = %d \r\n", sizeof(a));
}
int main(){
char b[6] = "12345";
printf("b size = %d \r\n", sizeof(b));
TestBufferSize1(b);
TestBufferSize2(b);
system("pause");
}
27.分别写出bool、int、float、指针类型的变量a与零比较的语句：
（1）bool:
if(!a) or if(a)
（2）int
if(a == 0)
（4）float:
const EXPRESSION EXP = 0.000001
If(a < EXP && a >-EXP)
（5）指针：
if(a != NULL) or if(a == NULL)
28.如何判断一段程序是由c编译还是由c++编译程序编译的？
#ifdef __cplusplus
cout << "c++";
#else
printf("c");
#endif
29.讨论含参数的宏与函数优缺点：
带参宏 函数
处理时间 编译时 程序运行时
参数类型 没有参数类型问题 定义实参，形参类型
处理过程 不分配内存 分配内存
程序长度 变长 不变
运行速度 不占用运行时间 调用和返回占用运行时间
30.使用两个栈来实现一个队列的功能
设两个栈A，B，并将其初始化为空
入队：
将新元素push入栈A;
出队：
(1) 判断栈B是否为空
(2) 若不为空，则将栈A中的所有元素依次pop出，并push到栈B
(3) 将栈B的栈顶元素pop出
这样的实现，入队与出队的平摊复杂度都为O(1)
31.位操作
给定一个整型变量a，写两段代码，第一个设置a的bit 3，第二个清除a的bit 3。在以上操作中，保持其它位不变。
（1） 通过宏定义，以及bit masks操作。这种方法可移植性高
#define BIT3 (0x01 << 3)
static int a;
void SetBit3(void) {
a |= BIT3;
}
void ClearBit3(void) {
a &= ~BIT3;
}
（2） 使用bit fields。Bit fields是被扔到C语言死角的方式。这种方法保证了你的代码在不同编译器之间是不可移植的，同时也保证代码是不可重用的。
32.访问固定的内存位置
嵌入式编程中，经常会去访问某个特定内存位置的数据。在某个工程中，需要设置一个绝对地址为0x56a3的整型变量的值为0x3344。编译器是一个纯粹的ANSI编译器。
（1） 方法一：
int *ptr = NULL;
ptr = (int *)0x56a3;
*ptr = 0x3344;
（2） 方法二：
*(int * const)(0x56a3) = 0x3344;
推荐使用第一种。
33.中断
中断是嵌入式系统中重要的组成部分，这导致了很多编译开发商提供了一种扩展—让标准C支持中断。
具体代表的事实是，产生了一个新的关键字__interrupt。
下面这段代码使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR)，请评价这段代码。
__interrupt double compute_area(double radius) {
double area = PI * radius * radius;
printf("\nArea = %f", area);
return area;
}
（1） ISR不能返回一个值
（2） ISR不能传递参数
（3） 在许多编译器中，浮点数一般是不可重入的。并且，ISR应该是短而有效的，在ISR中做浮点数运算是不明智的。
（4） Printf()经常有重入与性能上的问题
34.typedef
Typedef 在C语言中频繁用以声明一个已经存在的数据类型的同义字。也可以用预处理器做类似的事情。
例：
#define dPS struct s *
Typedef struct s *tPS;
以上两种情况都是要定义dPS和tPS作为一个指向结构s的指针。哪种方法更好？
答：typedef更好，原因请看下面示例。
dPS s1,s2;
tPS s3,s4;
第一个展开为struct s *s1,s2；此时，s1指向的是结构的指针，而s2是一个实际的结构。
35.写一个“标准”的宏
（1）交换两个参数的宏定义
#define SWAP(a, b)\
(a) = (a) + (b);\
(b) = (a) - (b);\
(a) = (a) - (b);\
（2）输入两个参数，输出较小的参数
#define MIN(a, b) (((a) < (b)) ? (a) : (b))
（3）1年中有多少秒？（忽略闰年）
#define SECONDS_OF_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL
（4）已知一个数组table，使用宏定义求出数组元素的个数
#define TABLE_SIZE (sizeof(table) / siezof(table[0]))
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