1、嵌入式軟件工程師面試題預(yù)處理器（ Preprocessor）1. 用預(yù)處理指令#define聲明一個(gè)常數(shù)，用以表明1 年中有多少秒（忽略閏年問(wèn)題）#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL我在這想看到幾件事情：1). #define語(yǔ)法的基本知識(shí)（例如：不能以分號(hào)結(jié)束，括號(hào)的使用，等等）2). 懂得預(yù)處理器將為你計(jì)算常數(shù)表達(dá)式的值，因此，直接寫(xiě)出你是如何計(jì)算一年中有多少秒而不是計(jì)算出實(shí)際的值，是更清晰而沒(méi)有代價(jià)的。3). 意識(shí)到這個(gè)表達(dá)式將使一個(gè)16 位機(jī)的整型數(shù)溢出-因此要用到長(zhǎng)整型符號(hào)L,告訴編譯器這個(gè)常數(shù)是的長(zhǎng)整型數(shù)。4). 如果你在你

2、的表達(dá)式中用到UL （表示無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型），那么你有了一個(gè)好的起點(diǎn)。記住，第一印象很重要。2. 寫(xiě)一個(gè) “標(biāo)準(zhǔn) ”宏 MIN ，這個(gè)宏輸入兩個(gè)參數(shù)并返回較小的一個(gè)。#define MIN(A,B) (A) = (B) (A) : )C/C+ 試題集C/C+ Development這個(gè)測(cè)試是為下面的目的而設(shè)的：1). 標(biāo)識(shí) #define在宏中應(yīng)用的基本知識(shí)。這是很重要的，因?yàn)橹钡角度?inline) 操作符變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn) C 的一部分，宏是方便產(chǎn)生嵌入代碼的唯一方法，對(duì)于嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，為了能達(dá)到要求的性能，嵌入代碼經(jīng)常是必須的方法。2). 三重條件操作符的知識(shí)。這個(gè)操作符存在C 語(yǔ)言中的原因是它使得

3、編譯器能產(chǎn)生比if-then-else更優(yōu)化的代碼，了解這個(gè)用法是很重要的。3). 懂得在宏中小心地把參數(shù)用括號(hào)括起來(lái)4). 我也用這個(gè)問(wèn)題開(kāi)始討論宏的副作用，例如：當(dāng)你寫(xiě)下面的代碼時(shí)會(huì)發(fā)生什么事？Least = MIN(*p+, b);3. 預(yù)處理器標(biāo)識(shí) #error 的目的是什么？如果你不知道答案， 請(qǐng)看參考文獻(xiàn) 1。這問(wèn)題對(duì)區(qū)分一個(gè)正常的伙計(jì)和一個(gè)書(shū)呆子是很有用的。只有書(shū)呆子才會(huì)讀 C 語(yǔ)言課本的附錄去找出象這種問(wèn)題的答案。當(dāng)然如果你不是在找一個(gè)書(shū)呆子，那么應(yīng)試者最好希望自己不要知道答案。死循環(huán)（ Infinite loops ）4. 嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要用到無(wú)限循環(huán)，你怎么樣用C 編寫(xiě)死

4、循環(huán)呢？. 個(gè) 用幾個(gè)解決方案。我首 的方案是：while(1) 一些程序 更喜 如下方案：for(;) 個(gè) 方式 我 ，因 個(gè) 法沒(méi)有確切表達(dá)到底怎么回事。如果一個(gè) 者 出 個(gè)作 方案，我將用 個(gè)作 一個(gè)機(jī)會(huì)去探究他 做的基本原理。如果他 的基本答案是：“我被教著 做，但從沒(méi)有想到 什么?！?會(huì) 我留下一個(gè)壞印象。第三個(gè)方案是用gotoLoop:goto Loop; 者如 出上面的方案， 明或者他是一個(gè) 言程序 （ 也 是好事） 或者他是一個(gè)想 入新 域的 BASIC/FORTRAN 程序 。數(shù)據(jù)聲明（ Data declarations）5. 用 量 a 出下面的定 a) 一個(gè)整型數(shù)（An

5、 integer ）b) 一個(gè)指向整型數(shù)的指 （A pointer to an integer）c) 一個(gè)指向指 的的指 ，它指向的指 是指向一個(gè)整型數(shù)（A pointer to a pointer to aninteger ）d) 一個(gè)有 10 個(gè)整型數(shù)的數(shù) （An array of 10 integers）e) 一個(gè)有 10 個(gè)指 的數(shù) ， 指 是指向一個(gè)整型數(shù)的（An array of 10 pointers tointegers ）f) 一個(gè)指向有10 個(gè)整型數(shù)數(shù) 的指 （A pointer to an array of 10 integers）g) 一個(gè)指向函數(shù)的指 ， 函數(shù)有一個(gè)整

6、型參數(shù)并返回一個(gè)整型數(shù)（A pointer to a functionthat takes an integer as an argument and returns an integer）h) 一個(gè)有 10 個(gè)指 的數(shù) ， 指 指向一個(gè)函數(shù)， 函數(shù)有一個(gè)整型參數(shù)并返回一個(gè)整型數(shù)（ An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer ）答案是：a) int a; / An integerb) int *a; / A pointer to an integerc) in

7、t *a; / A pointer to a pointer to an integer.d) int a10; / An array of 10 integerse) int *a10; / An array of 10 pointers to integersf) int (*a)10; / A pointer to an array of 10 integersg) int (*a)(int); / A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integerh) int (*a10)(in

8、t); / An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer人們經(jīng)常聲稱(chēng)這里有幾個(gè)問(wèn)題是那種要翻一下書(shū)才能回答的問(wèn)題，我同意這種說(shuō)法。當(dāng)我寫(xiě)這篇文章時(shí)，為了確定語(yǔ)法的正確性，我的確查了一下書(shū)。但是當(dāng)我被面試的時(shí)候，我期望被問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題（或者相近的問(wèn)題）。因?yàn)樵诒幻嬖嚨倪@段時(shí)間里，我確定我知道這個(gè)問(wèn)題的答案。應(yīng)試者如果不知道所有的答案 （或至少大部分答案），那么也就沒(méi)有為這次面試做準(zhǔn)備，如果該面試者沒(méi)有為這次面試做準(zhǔn)備，那么他又能為什么出準(zhǔn)備呢？Static6. 關(guān)鍵字

9、 static 的作用是什么？這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題很少有人能回答完全。在C 語(yǔ)言中，關(guān)鍵字static 有三個(gè)明顯的作用：1). 在函數(shù)體，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調(diào)用過(guò)程中維持其值不變。2). 在模塊內(nèi)（但在函數(shù)體外），一個(gè)被聲明為靜態(tài)的變量可以被模塊內(nèi)所用函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)，但不能被模塊外其它函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)。它是一個(gè)本地的全局變量。3). 在模塊內(nèi)，一個(gè)被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一模塊內(nèi)的其它函數(shù)調(diào)用。那就是，這個(gè)函數(shù)被限制在聲明它的模塊的本地范圍內(nèi)使用。大多數(shù)應(yīng)試者能正確回答第一部分， 一部分能正確回答第二部分， 同是很少的人能懂得第三部分。這是一個(gè)應(yīng)試者的嚴(yán)重的缺點(diǎn)， 因?yàn)樗@然不懂得本地化數(shù)據(jù)和

10、代碼范圍的好處和重要性。Const7關(guān)鍵字const 是什么含意？我只要一聽(tīng)到被面試者說(shuō)：“const意味著常數(shù) ”，我就知道我正在和一個(gè)業(yè)余者打交道。去年 Dan Saks已經(jīng)在他的文章里完全概括了const 的所有用法， 因此 ESP( 譯者：Embedded.Systems Programming)的每一位讀者應(yīng)該非常熟悉const 能做什么和不能做什么.如果你從沒(méi)有讀到那篇文章，只要能說(shuō)出const 意味著 “只讀 ”就可以了。盡管這個(gè)答案不是完全的答案，但我接受它作為一個(gè)正確的答案。（如果你想知道更詳細(xì)的答案，仔細(xì)讀一下Saks 的文章吧。）如果應(yīng)試者能正確回答這個(gè)問(wèn)題，我將問(wèn)他一個(gè)

11、附加的問(wèn)題：下面的聲明都是什么意思？Const int a;int const a;const int *a;int * const a;int const * a const;前兩個(gè)的作用是一樣，a 是一個(gè)常整型數(shù)。第三個(gè)意味著a 是一個(gè)指向常整型數(shù)的指針（也就是，整型數(shù)是不可修改的，但指針可以）。第四個(gè)意思a 是一個(gè)指向整型數(shù)的常指針（也就是說(shuō)，指針指向的整型數(shù)是可以修改的，但指針是不可修改的）。最后一個(gè)意味著a 是一個(gè)指向常整型數(shù)的常指針（也就是說(shuō)， 指針指向的整型數(shù)是不可修改的，同時(shí)指針也是不可修改的） 。如果應(yīng)試者能正確回答這些問(wèn)題，那么他就給我留下了一個(gè)好印象。順帶提一句，也許你可

12、能會(huì)問(wèn)，即使不用關(guān)鍵字const ，也還是能很容易寫(xiě)出功能正確的程序，那么我為什么還要如此看重關(guān)鍵字const 呢？我也如下的幾下理由：1). 關(guān)鍵字 const 的作用是為給讀你代碼的人傳達(dá)非常有用的信息，實(shí)際上，聲明一個(gè)參數(shù)為常量是為了告訴了用戶(hù)這個(gè)參數(shù)的應(yīng)用目的。如果你曾花很多時(shí)間清理其它人留下的垃圾，你就會(huì)很快學(xué)會(huì)感謝這點(diǎn)多余的信息。（當(dāng)然， 懂得用 const 的程序員很少會(huì)留下的垃圾讓別人來(lái)清理的。）2). 通過(guò)給優(yōu)化器一些附加的信息，使用關(guān)鍵字const 也許能產(chǎn)生更緊湊的代碼。3). 合理地使用關(guān)鍵字const 可以使編譯器很自然地保護(hù)那些不希望被改變的參數(shù)，防止其被無(wú)意的代碼

13、修改。簡(jiǎn)而言之，這樣可以減少bug 的出現(xiàn)。Volatile8. 關(guān)鍵字 volatile 有什么含意 并給出三個(gè)不同的例子。一個(gè)定義為 volatile 的變量是說(shuō)這變量可能會(huì)被意想不到地改變，這樣，編譯器就不會(huì)去假設(shè)這個(gè)變量的值了。 精確地說(shuō)就是， 優(yōu)化器在用到這個(gè)變量時(shí)必須每次都小心地重新讀取這個(gè)變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile 變量的幾個(gè)例子：1). 并行設(shè)備的硬件寄存器（如：狀態(tài)寄存器）2). 一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪(fǎng)問(wèn)到的非自動(dòng)變量(Non-automatic variables)3). 多線(xiàn)程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量.回答不出這個(gè)問(wèn)題的人是不會(huì)被

14、雇傭的。我認(rèn)為這是區(qū)分C 程序員和嵌入式系統(tǒng)程序員的最基本的問(wèn)題。嵌入式系統(tǒng)程序員經(jīng)常同硬件、中斷、 RTOS 等等打交道， 所用這些都要求volatile 變量。不懂得volatile 內(nèi)容將會(huì)帶來(lái)災(zāi)難。假設(shè)被面試者正確地回答了這是問(wèn)題（嗯，懷疑這否會(huì)是這樣），我將稍微深究一下，看一下這家伙是不是直正懂得volatile 完全的重要性。1). 一個(gè)參數(shù)既可以是const 還可以是volatile 嗎？解釋為什么。2). 一個(gè)指針可以是volatile嗎？解釋為什么。3). 下面的函數(shù)有什么錯(cuò)誤：int square(volatile int *ptr)return *ptr * *ptr;下

15、面是答案：1). 是的。一個(gè)例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile 因?yàn)樗赡鼙灰庀氩坏降馗淖?。它?const 因?yàn)槌绦虿粦?yīng)該試圖去修改它。2). 是的。盡管這并不很常見(jiàn)。一個(gè)例子是當(dāng)一個(gè)中服務(wù)子程序修該一個(gè)指向一個(gè)buffer 的指針時(shí)。3). 這段代碼的有個(gè)惡作劇。這段代碼的目的是用來(lái)返指針*ptr 指向值的平方，但是，由于*ptr 指向一個(gè)volatile 型參數(shù)，編譯器將產(chǎn)生類(lèi)似下面的代碼：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地該變，因此 a 和

16、 b 可能是不同的。 結(jié)果， 這段代碼可能返不是你所期望的平方值！正確的代碼如下：long square(volatile int *ptr)int a;a = *ptr;return a * a;位操作（ Bit manipulation）.9. 嵌入式系統(tǒng)總是要用戶(hù)對(duì)變量或寄存器進(jìn)行位操作。給定一個(gè)整型變量 a ，寫(xiě)兩段代碼，第一個(gè)設(shè)置a 的 bit 3 ，第二個(gè)清除a 的 bit 3 。在以上兩個(gè)操作中，要保持其它位不變。對(duì)這個(gè)問(wèn)題有三種基本的反應(yīng)1). 不知道如何下手。該被面者從沒(méi)做過(guò)任何嵌入式系統(tǒng)的工作。2). 用 bit fields 。Bit fields 是被扔到C 語(yǔ)言死角的

17、東西，它保證你的代碼在不同編譯器之間是不可移植的，同時(shí)也保證了的你的代碼是不可重用的。我最近不幸看到Infineon為其較復(fù)雜的通信芯片寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序，它用到了bit fields因此完全對(duì)我無(wú)用，因?yàn)槲业木幾g器用其它的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)bit fields 的。從道德講：永遠(yuǎn)不要讓一個(gè)非嵌入式的家伙粘實(shí)際硬件的邊。3). 用 #defines和 bit masks操作。這是一個(gè)有極高可移植性的方法，是應(yīng)該被用到的方法。最佳的解決方案如下：#define BIT3 (0x1 6) puts( 6) : puts(6”原因是當(dāng)表達(dá)式中存在有符號(hào) 。型和無(wú)符號(hào) 型 所有的操作數(shù)都自 無(wú)符號(hào) 型。因此 -20

18、 成了一個(gè)非常大的正整數(shù)， 所以 表達(dá)式 算出的 果大于 6 。 一點(diǎn) 于 當(dāng) 繁用到無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù) 型的嵌入式系 來(lái) 是豐常重要的。如果你答 了 個(gè) ，你也就到了得不到 份工作的 。13. 價(jià)下面的代 片斷：unsigned int zero = 0;unsigned int compzero = 0xFFFF;/*1s complement of zero */ 于一個(gè) int 型不是 16 位的 理器 ，上面的代 是不正確的。 寫(xiě)如下：unsigned int compzero = 0; 一 真正能揭露出 者是否懂得 理器字 的重要性。在我的 里， 好的嵌入式程序 非常準(zhǔn)確地明白硬件的 和它

19、的局限，然而 PC 機(jī)程序往往把硬件作 一個(gè)無(wú)法避免的 。到了 個(gè) 段， 者或者完全垂 氣了或者信心 志在必得。如果 然 者不是很好，那么 個(gè) 就在 里 束了。但如果 然 者做得不 ，那么我就扔出下面的追加 ， 些 是比 的，我想 非常 秀的 者能做得不 。提出 些 ， 我希望更多看到 者 付 的方法，而不是答案。不管如何，你就當(dāng)是 個(gè) 吧 內(nèi)存分配（Dynamic memory allocation）14. 盡管不像非嵌入式 算機(jī)那么常 ，嵌入式系 是有從堆（heap ）中 分配內(nèi)存的 程的。那么嵌入式系 中， 分配內(nèi)存可能 生的 是什么？ 里， 我期望 者能提到內(nèi)存碎片，碎片收集的 ， 量

20、的持行 等等。 個(gè)主 已 在 ESP 志中被廣泛地 了（主要是P.J. Plauger,他的解 超 我 里能提到的任何解 ） ，所有回 看一下 些 志吧！ 者 入一種虛假的安全感 后，我拿出 么一個(gè)小 目：下面的代 片段的 出是什么， 什么？Char *ptr;if (ptr = (char *)malloc(0) = NULL).puts(Got a null pointer);elseputs(Got a valid pointer);這是一個(gè)有趣的問(wèn)題。最近在我的一個(gè)同事不經(jīng)意把0 值傳給了函數(shù)malloc ，得到了一個(gè)合法的指針之后，我才想到這個(gè)問(wèn)題。這就是上面的代碼，該代碼的輸出是“Got a validpointer 。”我用這個(gè)來(lái)開(kāi)始討論這樣的一問(wèn)題，看看被面試者是否想到庫(kù)例程這樣做是正確。得到正確的答案固然重要，但解決問(wèn)題的方法和你