学长寄语：长期以来，西邮Linux兴趣小组的面试题以难度之高名扬西邮校内。我们作为出题人也清楚的知道这份试题略有难度。请你动手敲一下代码。别担心，若有同学能完成一半的题目，就已经十分优秀。其次，相比于题目的答案，我们对你的思路和过程更感兴趣，或许你的答案略有瑕疵，但你正确的思路和对知识的理解足以为你赢得绝大多数的分数。最后，做题的过程也是学习和成长的过程，相信本试题对你更加熟悉的掌握C语言的一定有所帮助。祝你好运。我们东区逸夫楼FZ103见！
- 本题目只作为西邮Linux兴趣小组2023纳新面试的有限参考。
- 为节省版面，本试题的程序源码省去了#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。
- 所有题目编译并运行于x86_64 GNU/Linux环境。
· Q ：
有1000瓶水，其中有一瓶有毒，小白鼠只要尝一点带毒的水，24小时后就会准时死亡。至少要多少只小白鼠才能在24小时内鉴别出哪瓶水有毒？
· A ：
- 此题考察的知识点为二进制的灵活应用（至少需要10只小鼠）；
- 首先将1000瓶水按二进制分别编号；
- 观察得最大位数为10；
- 取10只小鼠分别编号为1～10；
- 将对应位数为1的水喂给相应编号的小鼠；
- 将死去的小鼠编号记下，用二进制相应位拼凑得到有毒的那瓶水；
· Q ：
按照函数要求输入自己的姓名试试~
char *welcome() {
// 请你返回自己的姓名
}
int main(void) {
char *a = welcome();
printf("Hi, 我相信 %s 可以面试成功!\n", a);
return 0;
}· A ：
- 首先函数要求返回的类型为（char*）；
- 解决方法：
- 直接返回自己的姓名字符串return "自己的姓名"；
- 定义一个指针字符串并返回（char *name = "自己的姓名"）；
· Q ：
有趣的输出，为什么会这样子呢~
int main(void) {
char *ptr0 = "Welcome to Xiyou Linux!";
char ptr1[] = "Welcome to Xiyou Linux!";
if (*ptr0 == *ptr1) {
printf("%d\n", printf("Hello, Linux Group - 2%d", printf("")));
}
int diff = ptr0 - ptr1;
printf("Pointer Difference: %d\n", diff);
}· A ：
- ptr0为一个指针字符串（是常量不可修改），ptr1为一个字符串数组（可后续修改）；
- 对两个字符串解引用，结果均为第一个字母，故if语句条件成立；
- 由printf函数嵌套得
- 先打印最内层函数，因为最内层为空，故不打印并返回0；
- 第二层函数接收返回值0并打印"Hello, Linux Group - 20"，且此字符串长度为23,故返回23；
- 最外层函数接收返回值23并打印；
- 则最后输出结果为Xiyou Linux Group - 2023；
· Q ：
请尝试解释一下程序的输出。
请谈谈对sizeof()和strlen()的理解吧。
什么是sprintf()，它的参数以及返回值又是什么呢？
int main(void) {
char arr[] = {'L', 'i', 'n', 'u', 'x', '\0', '!'}, str[20];
short num = 520;
int num2 = 1314;
printf("%zu\t%zu\t%zu\n", sizeof(*&arr), sizeof(arr + 0),
sizeof(num = num2 + 4));
printf("%d\n", sprintf(str, "0x%x", num) == num);
printf("%zu\t%zu\n", strlen(&str[0] + 1), strlen(arr + 0));
}· A ：
-
程序的输出解释：
- 第一个sizeof运算符内首先对arr字符串进行取地址，得到arr字符串的地址，后对&arr进行解引用，相当于arr，而一个字符占一个字节，共七个字符，故返回值为7；
- 第二个sizeof运算符内arr + 0，arr为字符串的地址，加0相当于
字符串第一个元素的指针，在x64环境下，返回值为8； - 第三个sizeof运算符内返回值为num的类型，它的类型为
short，故返回2； - 在
sprintf函数内，将num的值转换为十六进制并储存在str字符串中，因字符串与num的值不相等，故返回0； - 第一个strlen函数内，对str[0]取地址并+1,表示从
字符串数组第二个元素开始计算长度，由sprintf函数得str内为"0x208"，故返回4； - 第二个strlen函数内，arr + 0为arr字符串内首元素的地址，故返回值为5；
-
sizeof与strlen的理解：
- sizeof是一个运算符，计算时连带'\0'，且可用类型做参数（计算结果为占空间内存字节数）
- strlen是string.h中的一个函数，当计算到'\0'时停止，且只可用char*做参数（计算结果为字符串长度）
-
对sprintf的理解：
- sprintf函数用于将所定义的变量类型装入所给字符串数组中；
- 括号内依次为所存目的字符串，字符串本身以及所要存入的变量的类型，变量名称；
-
补充说明：
- 各类型变量所占字节数：char 1; short 2; int 4; long 4; float 4; long long 8; double 8;
· Q ：
程序的输出结果是什么？解释一下为什么出现该结果吧~
int main(void) {
char a = 64 & 127;
char b = 64 ^ 127;
char c = -64 >> 6;
char ch = a + b - c;
printf("a = %d b = %d c = %d\n", a, b, c);
printf("ch = %d\n", ch);
}· A ：
- （十进制的数均会转换为二进制并转换为补码进行后续运算）（正数的原、反、补码相同；负数的原码符号为为1,其余位计算规则与正数相同；负数的反码符号为不变，其余位据原码按位取反；负数的补码为反码加一）：
- '&'为按位与，当二进制位都为1时结果为1,否则为0，故a的值为64；
- '^'为按位异或，当二进制位不同时结果为1,否则为0，故b的值为63；
- '>>'为右移操作符，表示将操作数的二进制位向右移动指定的位数，右移1位相当于除以2（注：无符号整数移动后高位补0,有符号整数移动后高位均补符号位），故c的值为-1；
- 综上所述，ch的值为-128;
- 补充说明：
- char类型的变量范围为-128～127；
- 对有符号整数和无符号整数的范围解释：
- --注释：(此处为人工智能解答)
- 无符号整型范围
- 对于n位无符号整型，它的所有位都用于表示数值大小。最小值是所有位为0，即0；最大值是所有位为1。
- 例如8位无符号整型，最大值对应的二进制是11111111，转换为十进制就是2^8 - 1=255。一般地，n位无符号整型的范围是0到2^n - 1。
- 有符号整型范围
- 对于n位有符号整型，最高位是符号位（0表示正，1表示负），剩下n - 1位用于表示数值。
- 正数最大值是符号位为0，其余位为1，例如8位有符号整型中，最大正数对应的二进制是01111111，转换为十进制是2^7 - 1 = 127。
- 负数最小值是符号位为1，其余位为0（以补码形式存储），例如8位有符号整型最小值对应的二进制（补码）是10000000，转换为十进制是-2^7=-128。一般地，n位有符号整型的范围是-2^{n - 1}到2^{n - 1}-1。
· Q ：
“人们常说互联网凛冬已至，要提高自己的竞争力，可我怎么卷都卷不过别人，只好用一些奇技淫巧让我的代码变得高深莫测。”
这个func()函数的功能是什么？是如何实现的？
int func(int a, int b) {
if (!a) return b;
return func((a & b) << 1, a ^ b);
}
int main(void) {
int a = 4, b = 9, c = -7;
printf("%d\n", func(a, func(b, c)));
}· A ：
- 首先观察func函数易发现，这是个递归函数，目的为计算a与b的和；
- if语句为若a为0，则返回b；
- 下一步的返回值为fuc函数，函数括号里第一个数为a与b的进位部分所得数，第二个数为a与b不进位加法所得数；
- 经过一次次递，直至a的值为0,开始进行归（也就是返回值开始逐步运算）；
- 经过计算，得到此代码的输出值为6；
· Q ：
请实现filter()函数：过滤满足条件的数组元素。
提示：使用函数指针作为函数参数并且你需要为新数组分配空间。
typedef int (*Predicate)(int);
int *filter(int *array, int length, Predicate predicate,
int *resultLength); /*补全函数*/
int isPositive(int num) { return num > 0; }
int main(void) {
int array[] = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
int resultLength;
int *filteredNumbers = filter(array, length, isPositive,
&resultLength);
for (int i = 0; i < resultLength; i++) {
printf("%d ", filteredNumbers[i]);
}
printf("\n");
free(filteredNumbers);
return 0;
}· A ：
typedef int (*Predicate)(int);
int *filter(int *array, int length, Predicate predicate,
int *resultLength)
{
int *numbers = malloc(length * sizeof(int));//为number指针数组分配适当内存大小
int j = 0;
for(int i = 0;i < length; i++)
{
if(isPositive(array[i]))//判断是否符合筛选条件
{
numbers[j] = array[i];//将符合条件的数存入指针数组
j++;
}
}
*resultLength = j;//将resultLength整型变量定义值为指针数组的长度
return numbers;//返回指针数组
}
int isPositive(int num) { return num > 0; }
int main(void) {
int array[] = {-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
int resultLength;
int *filteredNumbers = filter(array, length, isPositive,
&resultLength);
for (int i = 0; i < resultLength; i++) {
printf("%d ", filteredNumbers[i]);
}
printf("\n");
free(filteredNumbers);//将分配的内存释放
return 0;
}· Q ：
如何理解关键字static？
static与变量结合后有什么作用？
static与函数结合后有什么作用？
static与指针结合后有什么作用？
static如何影响内存分配？
· A ：
- 此题考察static的理解与应用
- 可控制变量或函数的作用域与链接属性；
- 与变量结合：
- 与局部变量：
- 静态存储持续性，不会像一般局部变量在函数调用结束后消失；
- 作用域与一般局部变量相同，不能被其他函数直接访问并应用；
- 再次调用时会在上一次运算基础上计算，而不会重新初始化；
- 与全局变量：
- 作用域被限制在所定义的文件内，其余文件均无法引用此变量；
- 从外部链接属性变为内部链接属性；
- 与局部变量：
- 与函数结合：
- 同样改为内部链接属性；
- 作用域被限制在定义文件内部，其余文件均无法引用此函数；
- 与指针结合：
- 由于指针本质上也为变量，故与指针结合等同于与变量结合（同样也区分全局与局部）；
- static对内存分配的影响：
- static关键字修饰后，会储存在静态储存区，在整个程序运行过程中均存在；而不被修饰的，则储存在栈区，进函数时存在，出函数后销毁；
· Q ：
数组指针是什么？指针数组是什么？函数指针呢？用自己的话说出来更好哦，下面数据类型的含义都是什么呢？
int (*p)[10];
const int* p[10];
int (*f1(int))(int*, int);· A ：
- 此题考察指针的概念与应用
- 首先int (*p)[10]是一个数组指针，它本质上是一个指针，而这个指针指向一个特定的数组；
- const int* p[10]是一个指针数组，其内部各元素均为一个指针，指向一个常量整型；
- int (*f1(int))(int*, int)首先为一个函数指针，返回函数的地址，函数f1的返回值为int类型的整型，函数内部接收两个参数，一个为int类型的指针，一个为整型；
· Q ：
程序直接运行，输出的内容是什么意思？
int main(int argc, char* argv[]) {
printf("[%d]\n", argc);
while (argc) {
++argc;
}
int i = -1, j = argc, k = 1;
i++ && j++ || k++;
printf("i = %d, j = %d, k = %d\n", i, j, k);
return EXIT_SUCCESS;
}· A ：
- 此题考察argc、argv以及前（后）置++与逻辑操作符
- argc是一个整数，表示命令行参数的个数（包括程序名本身）；argv是一个字符指针数组，每一个元素都是一个指向字符串的指针，字符串为命令行参数（argv[0]表示程序名）；
- 因为涵盖程序名本身，故argc起始值至少为1；
- while循环内，实现使argc由本身的值开始前置++直到为0循环终止；
- 后置++为先使用变量后+1,则i++判断为真，向后执行，j为0,故逻辑与判断为假；逻辑或则继续向后，k不为0,则逻辑或为真；
- 执行完上述操作后，i为0，j为1,k为2；
· Q ：
#define CAL(a) a * a * a
#define MAGIC_CAL(a, b) CAL(a) + CAL(b)
int main(void) {
int nums = 1;
if(16 / CAL(2) == 2) {
printf("I'm TWO(ﾉ>ω<)ﾉ\n");
} else {
int nums = MAGIC_CAL(++nums, 2);
}
printf("%d\n", nums);
}· A ：
- 此题考察宏定义与变量定义的作用域
- 首先有两个宏定义，一个将传入的参数进行三次方计算，另一个将参数a与b传入第一个宏并相加（注意：宏运算时为直接替换）；
- 主函数内，定义一个变量nums并初始化为1，if语句条件内部转义过来就是16 / 2 * 2 * 2，结果不为2,则进入else语句中；
- 在else语句内部定义一个新的变量nums，而次变量出else语句后会被销毁，故输出值nums仍为1；
· Q ：
试着运行一下程序，为什么会出现这样的结果？
直接将s2赋值给s1会出现哪些问题，应该如何解决？请写出相应代码。
struct Student {
char *name;
int age;
};
void initializeStudent(struct Student *student, const char *name,
int age) {
student->name = (char *)malloc(strlen(name) + 1);
strcpy(student->name, name);
student->age = age;
}
int main(void) {
struct Student s1, s2;
initializeStudent(&s1, "Tom", 18);
initializeStudent(&s2, "Jerry", 28);
s1 = s2;
printf("s1的姓名: %s 年龄: %d\n", s1.name, s1.age);
printf("s2的姓名: %s 年龄: %d\n", s2.name, s2.age);
free(s1.name);
free(s2.name);
return 0;
}· A ：
- 此题考察对<malloc函数的理解与使用和对结构体的简单运用
struct Student {
char *name;
int age;
};
void initializeStudent(struct Student *student, const char *name,
int age) {
student->name = (char *)malloc(strlen(name) + 1);
strcpy(student->name, name);
student->age = age;
}
void restart(struct Student *s1,const struct Student *s2)
{
free(s1->name);
s1->name = (char *)malloc(strlen(s2->name) + 1);
if(s1->name != NULL)
strcpy(s1->name,s2->name);
}
int main(void) {
struct Student s1, s2;
initializeStudent(&s1, "Tom", 18);
initializeStudent(&s2, "Jerry", 28);
s1.age = s2.age;
restart(&s1, &s2);
printf("s1的姓名: %s 年龄: %d\n", s1.name, s1.age);
printf("s2的姓名: %s 年龄: %d\n", s2.name, s2.age);
free(s1.name);
free(s2.name);
return 0;
}- 问题解释：因为让s1直接等于s2时，s1与s2所指向的内存变为相同，而不仅仅是值的改变，所以当程序执行到末尾时释放s1的动态内存，s2仍然指向此块内存，此时s2变为悬挂指针（野指针），可能会对系统造成伤害；
- 解决办法与思路说明：
- 思路：自定义一个函数，使s1结构体内的name只将值改变为s2中name的值，而不改变其内存指向（注意判断是否分配内存成功）（注意使用完后用free来释放内存）；
- 方法：如上述代码所示；
· Q ：
作为一名合格的C-Coder，一定对内存很敏感吧~来尝试理解这个程序吧！
struct structure {
int foo;
union {
int integer;
char string[11];
void *pointer;
} node;
short bar;
long long baz;
int array[7];
};
int main(void) {
int arr[] = {0x590ff23c, 0x2fbc5a4d, 0x636c6557, 0x20656d6f,
0x58206f74, 0x20545055, 0x6577202c, 0x6d6f636c,
0x6f742065, 0x79695820, 0x4c20756f, 0x78756e69,
0x6f724720, 0x5b207075, 0x33323032, 0x7825005d,
0x636c6557, 0x64fd6d1d};
printf("%s\n", ((struct structure *)arr)->node.string);
}· A ：
- 此题考察大小端与结构体对齐数
- 结构体内最长类型为8字节，故对齐数为8；
- 输出中将arr强行转化为struct structure结构体类型指针，并指向联合体node.string；
- 注意联合体所占内存为最大成员字节数，本应为11,但它位于结构体内，考虑内存对齐，联合体所占字节大小为16；
- 指针指向联合体，因为结构体内对齐数为8,故输出时应跳过前两个十六进制的数值从第三个开始输出；
- 注意十六进制下 一位数占4个bite位，故此题中一个十六进制的数占四个字节；
- 大多电脑为小端储存，故高位字节存于高地址，低位字节存于低地址，由于电脑从低地址开始接收，所以将int类型的数截断为char类型后（如0x636c6557变为0x57,0x65,0x6c,0x63），应在每段从右向左依次输出，且字符串输出之至'\0'停止；
- 注意输出的字符为将十六进制的数转换为十进制的数后对应ASCII表上的字符；
· Q ：
注：嘿！你或许对Linux命令不是很熟悉，甚至你没听说过Linux。但别担心，这是选做题，了解Linux是加分项，但不了解也不扣分哦！
你知道cd命令的用法与 / . ~ 这些符号的含义吗？
请问你还懂得哪些与 GNU/Linux 相关的知识呢~
· A ：
-
在Linux系统里， cd 命令用于切换当前工作目录
基本用法：
- cd 后接目标目录路径，如 cd /home/user 能进入 /home/user 目录。若目标目录在当前目录下，可直接写相对路径，像 cd Documents 。
- cd 命令还有一些特殊用法。 cd - 可在当前目录和上一次所在目录间切换，这在两个目录频繁操作时很方便。 cd.. 是回到上一级目录， cd../.. 则是回两级目录，以此类推。若不加参数直接用 cd ，会进入用户主目录，等同于 cd ~ ，在不同用户操作或回到默认工作环境时会用到。
-
在Linux系统中：
-
“/”是根目录的符号。它是整个文件系统的起始点，所有的文件和目录都在根目录下以层次结构组织起来。比如“/bin”是存储二进制可执行文件的目录，“/etc”存放系统配置文件。
-
“.”表示当前目录。在执行命令或指定路径等操作时，如果用到“.”，就代表操作是在当前所在目录进行。例如，“./script.sh”表示运行当前目录下的“script.sh”脚本。
-
“
”代表当前用户的主目录。每个用户在系统中有一个自己的主目录，用于存放个人文件等。例如，用户“user1”登录后的主目录可能是“/home/user1”，使用“”就可以方便地引用这个目录，像“cp file1 ~”就是把“file1”复制到当前用户的主目录下。
-
恭喜你攻克所有难关！迎难而上的决心是我们更为看重的。
来到这里的人已是少数，莫踌躇在成功的门槛前。
自信一点，带上你的笔记本电脑，来东区逸夫楼FZ103面试吧！