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公爵

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基础知识

什么是程序

  • 程序:一组计算机能识别和执行的指令,每一条指令使计算机执行特定的操作,只要让计算机执行这个程序,计算机就会自动地、有条不紊地进行工作。
    计算机的一切操作都是由程序控制的,离开程序,计算机将一事无成。
  • 一个程序包括以下两方面的信息:

    • (1)对数据的描述。在程序中要指定到哪些数据以及这些数据的类型和结构的组织形式,这就是数据结构
    • (2)对操作的描述。即要求计算机进行操作的步骤,也就是算法

软件可分为哪两部分

  • 系统软件:操作系统、高级语言。
  • 应用软件:用户根据自己的实际需要设计一些应用程序,例如学生成绩统计程序、财务管理程序、工程中的计算程序等。

介绍一下 C 语言

  • C 语言是一种用途广泛、功能强大、使用灵活的过程性编程语言,既可用于编写应用软件,又能用于编写系统软件。因此 C 语言问世以后得到迅速推广。

什么是计算机语言

如果想人和计算机交流信息,必须有一种计算机和人都能识别的语言,这就是计算机语言。

简述一下计算机语言的发展

  • 第一阶段:计算机低级语言

    • 机器语言(由 0 和 1 组成的指令),一般计算机的指令长度为 16,即以 16 个二进制数(0 或 1)组成一条指令,难以推广使用。
    • 汇编语言(用英文字母和数字表示指令),例如用 ADD 代表“加”,SUB 代表“减”,不能直接执行,汇编程序翻译成机器语言。
    • 缺点:可移植性差,由于它“贴近”计算机,或者说离计算机“很近”,称为计算机低级语言(low level language)。
  • 第二阶段:计算机高级语言(接近于人的自然语言和数学语言)

    计算机也是不能直接识别高级程序语言程序的,也要进行“翻译”。用一种称为编译程序或解释程序的软件把高级语言写的程序(称为源程序,source program)转换为机器指令的程序(称为目标文件,object program),链接目标文件,生成可执行的文件。比如:C、C++、Visual Basic、Java 等

    • 面向过程的语言

      • (1)非结构化的语言:初期的语言属于非结构化的语言,编程风格比较随意,只要符合语法规则即可,没有严格的规范要求,程序中的流程可以随意跳转。人们往往追求程序执行的效率而采用了许多“小技巧”,使程序变得难以阅读和维护。早期的 Basic,Fortrant 和 Algol 等都属于非结构化的语言。
      • (2)结构化语言:为了解决以上问题,提出了“结构化程序设计方法”,规定程序必须由具有良好的基本结构(顺序结构、分支结构、循环结构)构成,程序中的流程不允许随意跳转,程序总是由上而下顺序执行各个基本结构。这种程序结构清晰,易于编写、阅读和维护。Qbasic、Fortran 77 和 C 语言等属于结构化语言,这些语言的特点是支持结构化程序设计方法。
    • 面向对象的语言

      • 近十多年来,在处理规模较大的问题时,开始使用面向对象的语言。C++、C#、Visual Basic 和 Java 等语言是支持面向对象程序设计方法的语言

C 语言主要特点

  • (1)语言简洁、紧凑,使用方便、灵活,只有 37 个关键字、9 种控制语句,程序书写形式自由,源程序短
  • (2)运算符丰富
  • (3)数据类型丰富
    包括:整型、浮点型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型;
    C99又扩充了复数浮点类型、超长整型(long long)、布尔类型(bool)
    指针类型数据,能用来实现各种复杂的数据结构(如链表、树、栈等)的运算。
  • (4)具有结构化的控制语句
    如if…else语句、while语句、do…while语句、switch语句、for语句
    用函数作为程序的模块单位,便于实现程序的模块化。
    C语言是完全模块化和结构化的语言。
  • (5)语法限制不太严格,程序设计自由度大
  • (6)C语言允许直接访问物理地址,能进行位(bit)操作,能实现汇编语言的大部分功能,可以直接对硬件进行操作。因此C语言既具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功能,可用来编写系统软件。C语言的这种双重性,使它既是成功的系统语言描述,又是通用的程序设计语言。
  • (7)用C语言编写的程序可移植性好。由于C的编译系统相当简洁,因此很容易移植到新的系统。而且C编译系统在新的系统上运行时,可以直接编译“标准链接库”中的大部分功能,不需要修改源代码,因为标准链接库是用可移植的C语言写的。因此,几乎在所有的计算机系统中都可以使用C语言。
  • (8)生成目标代码质量高,程序执行效率高

运行C程序的步骤与方法

(1)上机输入和编辑源程序(.c 文件)
(2)对源程序进行编译(.obj 文件)
(3)进行链接处理(.exe 文件)
(4)运行可执行程序,得到运行结果

程序设计的任务

1、问题分析
(1)对于接手的任务要进行认真的分析
(2)研究所给定的条件
(3)分析最后应达到的目标
(4)找出解决问题的规律
(5)选择解题的方法
2、设计算法
设计出解题的方法和具体步骤
3、编写程序
4、对源程序进行编辑、编译和连接
5、运行程序,分析结果
6、编写程序文档

算法

什么是算法

广义地说,为解决一个问题而采取的方法和步骤,就称为“算法”。
对同一个问题,可以有不同的解题方法和步骤。
为了有效地进行解题,不仅需要保证算法正确,还要考虑算法的质量,选择合适的算法。

算法的特性

一个有效的算法应该具有以下特点:

(1)有穷性
一个算法应包含有限的操作步骤,而不能是无限的。
(2)确定性
算法中的每一个步骤都应当是确定的,而不应当是含糊的、模棱两可的。
(3)有零个或多个输入
所谓输入是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。
(4)有一个或多个输出
算法的目的是为了求解,“解”就是输出。没有输出的算法是没有意义的。
(5)有效性
算法中的每一个步骤都应当能有效地执行,并得到确定的结果。

结构化程序设计方法

结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化,提倡清晰的结构。
结构化程序设计方法的基本思路是:把一个复杂问题的求解过程分阶段进行,每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。
采取以下方法保证得到结构化的程序:
(1)自顶向下
(2)逐步细化
(3)模块化设计
(4)结构化编码

算法有哪些描述方法?各有什么优缺点

(1)自然语言(2)伪代码(3)流程图(4)计算机语言

优缺点:
自然语言通俗易懂,但有歧义性;
伪代码方便实用,但没有流程图明晰,容易犯逻辑错误;
流程图明晰但绘制和修改时比较繁琐;
计算机语言表示算法严谨,但无法做到算法设计的第一步就使用计算机语言,读程序比看流程图要费神很多。

C 语言有哪两种选择语句

  • (1)if 语句,实现两个分支的选择结构
  • (2)switch 语句,实现多分支的选择结构

结构化的算法有哪几种结构

  • 顺序结构:由顺序执行的一组语句或结构组成。
  • 分支结构:根据判断条件,做出取舍,要么执行A分支要么执行B分支,必须执行其中的一个,不可全执行也不可全不执行。
  • 循环结构:由需要反复执行的一段代码或者结构组成。
    任何算法功能都可以通过以上三种基本程序结构的组合来实现。

数据与数据类型

C 语言数据类型有哪几类?基本数据类型包括哪几类

  • 语言提供了丰富的数据类型,可以根据这些数据类型构造出不同的结构。
  • C中的数据类型包括:基本类型、构造类型、指针类型、空类型等。
  • 其中基本类型包括:整型、字符型、实型(浮点型)等。

简述一下常量和变量

  • 常量:在程序运行过程中,其值不能被改变的量

    • 整型常量:如1000,12345,0,-345
      实型常量:如十进制小数形式:0.34 ,-56.79,0.0
      字符常量:如‘?’
      转义字符:如‘\n’
      字符串常量:如“boy”
      符号常量:#define PI 3.1416
  • 变量:在程序运行期间,变量的值是可以改变的

    • 变量必须先定义,后使用;
      定义变量时指定该变量的名字和类型;
      变量名和变量值是两个不同的概念;
      变量名实际上是以一个名字代表的一个存储地址;
      从变量中取值,实际上是通过变量名找到相应的内存地址,从该存储单元中读取数据。
  • 常变量:const int a=3;const就是用来限定一个变量不允许被改变的。

C 语言中十进制、八进制和十六进制整常量是如何表示的

  • 整型常量即整常数。C 整常数可用以下三种形式表示:
  • ① 十进制整数;
  • ② 八进制整数:以数字 0 开头的数是八进制数,如 0123 表示八进制数 123;
  • 十六进制整数:以 0x 开头的数是十六进制数。如 0x123,代表十六进制数 123;

C 语言中为什么规定对所用到的变量“先定义,后使用”,这样做有什么好处

  • (1)便于纠错;
  • (2)便于编译系统为变量分配存储空间;
  • (3)运算合法性检查;

简述一下标识符

  • 标识符:一个对象的名字

    • C 语言规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成,且第一个字符必须为字母或下划线。
      合法的标识符:如sum,average,_total,Class,day,BASIC,li_ling
      不合法的标识符:如M.D.John,$123,#33,3D64,a>b

C 语句的分类

(1)控制语句:if、switch、for、while、do…while、continue、break、return、goto等
(2)函数调用语句
(3)表达式语句
(4)空语句
(5)复合语句
在C程序中,最常用的语句是:
赋值语句
输入输出语句
其中最基本的是赋值语句

预处理

什么是预编译

预编译又称预处理,是整个编译过程最先做的工作,即程序执行前的一些预处理工作。主要处理 # 开头的指令。如拷贝 #include 包含的文件代码、替换 #define 定义的宏、条件编译 #if 等。

何时需要预编译

  • (1)总是使用不经常改动的大型代码体
  • (2)程序由多个模块组成,所有模块都使用一组标准的包含文件和相同的编译选项。在这种情况下,可以将所有包含文件预编译为一个预编译头。

写一个 “标准” 宏,这个宏输入两个参数并返回较小的一个

#define MIN(x, y) ((x)<(y)?(x):(y)) //结尾没有;

### 的作用

# 是把宏参数转化为字符串的运算符,## 是把两个宏参数连接的运算符。

例如:

#define STR(arg) #arg 则宏 STR(hello)展开时为”hello”
#define NAME(y) name_y 则宏 NAME(1)展开时仍为 name_y
#define NAME(y) name_##y 则宏 NAME(1)展开为 name_1
#define DECLARE(name, type) typename##_##type##_type,
则宏 DECLARE(val, int)展开为 int val_int_type

如何避免头文件被重复包含

例如,为避免头文件 my_head.h 被重复包含,可在其中使用条件编译:

#ifndef _MY_HEAD_H

#define _MY_HEAD_H /*空宏*/

/*其他语句*/

#endif

关键字

static 关键字有什么用途呢

static 的用途主要有两个,一是用于修饰存储类型使之成为静态存储类型,二是用于修饰链接属性使之成为内部链接属性。

  • (1)静态存储类型

在函数内定义的静态局部变量,该变量存在内存的静态区,所以即使该函数运行结束,静态变量的值不会被销毁,函数下次运行时能仍用到这个值。

在函数外定义的静态变量——静态全局变量,该变量的作用域只能在定义该变量的文件中,不能被其他文件通过 extern 引用。

  • (2)内部链接属性

静态函数只能在声明它的源文件中使用。

const 关键字的作用

  • (1)声明常态量,使得指定的变量不能被修改
/*a的值一直为5,不能被改变*/
const int a = 5;
/*b的值被赋值为10后,不能被改变*/
const int b; b = 10;
/*ptr为指向整型常量的指针,ptr的值可以修改,但不能修改其所指向的值*/
const int *ptr; 
/*ptr为指向整型的常量指针,ptr的值不能修改,但可以修改其所指向的值*/
int *const ptr;
/*ptr为指向整型常量的常量指针,ptr及其指向的值都不能修改*/
const int *const ptr;
  • (2)修饰函数形参,使得形参在函数内不能被修改,表示输入参数
int fun(const int a);或int fun(const char *str);
  • (3)修饰函数返回值,使得函数的返回值不能被修改
const char *getstr(void);使用:const *str= getstr();
const int getint(void); 使用:const int a =getint();

volatile 关键字的作用

volatile 指定的关键字可能被系统、硬件、进程/线程改变,强制编译器每次从内存中取得该变量的值,而不是从被优化后的寄存器中读取。例子:硬件时钟;多线程中被多个任务共享的变量等。

extern 关键字的作用

  • (1)用于修饰变量或函数,表明该变量或函数都是在别的文件中定义的,提示编译器在其他文件中寻找定义。
  • (2)用于extern “c“:为了能够正确实现C++代码调用其他C语言代码

sizeof 关键字的作用

sizeof 是在编译阶段处理,且不能被编译为机器码。sizeof 的结果等于对象或类型所占的内存字节数。sizeof 的返回值类型为 size_t。

简述 const 的作用,const 与 #define 相比,有何特点

const 只读变量,有类型,而 #define 是定义宏,没有类型。

结构体

结构体的赋值

C 语言中对结构体变量的赋值或者在初始化或者在定义后按字段赋值。

结构体变量如何比较

虽然结构体变量之间可以通过=直接赋值,但不同通过比较符如 == 来比较,因为比较符只作用于基本数据类型。这个时候,只能通过 int memcmp(const void s1, const void s2, size_t n); 来进行内存上的比较。

结构体位域

位域是一个或多个位的字段,不同长度的字段(如声明为unsigned int类型)存储于一个或多个其所声明类型的变量中(如整型变量中)。

位域的类型:可以是char、short、int,多数使用int,使用时最好带上signed或unsigned

位域的特点:字段可以不命名,如unsigned int :1;可用来填充;unsigned int :0; 0宽度用来强制在下一个整型(因此处是unsigned int类型)边界上对齐。

位域的好处:

1.有些信息在存储时,并不需要占用一个完整的字节, 而只需占几个或一个二进制位。例如在存放一个开关量时,只有0和1 两种状态,用一位二进位即可。这样节省存储空间,而且处理简便。这样就可以把几个不同的对象用一个字节的二进制位域来表示。

2.可以很方便的利用位域把一个变量给按位分解。比如只需要4个大小在0到3的随即数,就可以只rand()一次,然后每个位域取2个二进制位即可,省时省空间。

位域的缺点:

不同系统对位域的处理可能有不同的结果,如位段成员在内存中是从左向右分配的还是从右向左分配的,所以位域的使用不利于程序的可移植性。

结构体成员数组大小为 0

结构体数组成员的大小为 0,是 GNU C 的一个特性。好处是可以在结构体中分配不定长的大小。

typedef struct st
{
    inta;
    int b;
    char c[0];
}st_t;
sizeof(st_t)等于8,即char c[0]的大小为0.
#define SIZE 100
st_t *s = (st_t *)malloc(sizeof(st_t) + SIZE);

请问C++的类和C里面的struct有什么区别

c++中的类具有成员保护功能,并且具有继承,多态这类特点,而c里的struct没有。c里面的struct没有成员函数,不能继承,派生等等.

字符串

字符常量与字符串常量有什么区别

字符常量就是一个字符,用单引号括起来,占一个字节;而字符串常量是由若干个字符组合而成,用双引号括起来,存储时自动在后面加“\0”,即使同样是一个字符,字符串常量后面还要加一个“\0”。

函数

什么是函数

函数是指功能。每一个函数用来实现一个特定的功能,函数的名字反映其代表的功能。如下图是一个程序中函数调用的示意图。

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函数的分类

(1)从用户使用的角度划分

  • ① 库函数:库函数是由系统提供的,用户不必自己定义,可直接使用它们。
  • ② 用户自己定义的函数

(2)函数形式的划分

  • ① 无参函数:在调用无参函数时,主调函数不向被调用函数传递数据。
  • ② 有参函数:主调函数在调用被调用函数时,通过参数向被调用函数传递数据。

函数调用时的数据传递

定义函数时括号中的参数为形参,调用该括号中的参数为实参,在调用函数过程中发生的实参与形参间的数据传递,常称为“虚实结合”。实参向形参的数据传递是“值传递”,单向传递,只能由实参传给形参,而不能由形参传给实参。

函数参数入栈顺序

C 语言函数参数入栈顺序是从右向左的,这是由编译器决定的,更具体的说是函数调用约定决定了参数的入栈顺序。C 语言采用是函数调用约定是 __cdecl 的,所以对于函数的声明,完整的形式是:

int __cdecl func(int a, int b);

inline 内联函数

inline 关键字仅仅是建议编译器做内联展开处理,即是将函数直接嵌入调用程序的主体,省去了调用/返回指令。

什么函数不能声明为虚函数

constructor

指针

指针和指针变量

一个变量的地址称为该变量的指针。如果有一个变量专门用来存放另一变量的地址(即指针),则称为指针变量。指针变量是指地址变量,用来存放地址,指针变量的值是地址(即指针)。

引用和指针有什么区别

1 引用必须被初始化,指针不必

2 引用初始化以后不能被改变,指针可以改变所指的对象

3 不存在指向空值的引用,但是存在指向空值的指针

在嵌入式开发中,为什么能通过 C 语言直接操作硬件

因为 C 有指针,它是 C 语言的灵魂,它可以直接访问内存。

链表的作用

这是上一个问题的延申,一般会举一堆例子来说明它的作用,但这都不是重点,没有抓住主要矛盾

链表用于内存管理,链表节点中的指针域可以将不连续的内存彼此关联起来,实现内存的动态管理。

什么变量不能用指针指向

寄存器变量(register 修饰),因为这个变量会优先选择存放到 CPU 寄存器中,而指针只能指向内存的任务区域,但不能指向寄存器。 

有符号字符型和无符号字符型变量的最大值和最小值分别是多少(十六进制多少),为什么

有符号(-128—127,-0X80—0X7F),无符号(0-255,0X00—0XFF)。

描述实时系统的基本特性

在特定时间内完成特定任务,实时性和可靠性

全局变量和局部变量在内存中是否有区别

有区别,全局变量存储在静态数据库中,局部变量在堆栈

内存分配回收

malloc/free 与 new/delete 的区别

1) malloc与free是C/C++语言的标准库函数,new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。

2) 对于非内部数据类型的对象而言,光用maloc/free无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。因此C++语言需要一个能完成动态内存分配和初始化工作的运算符new,以及一个能完成清理与释放内存工作的运算符delete。注意new/delete不是库函数。

我们不要企图用malloc/free来完成动态对象的内存管理,应该用new/delete。由于内部数据类型的“对象”没有构造与析构的过程,对它们而言malloc/free和new/delete是等价的。

3) 既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free,为什么C++不把malloc/free淘汰出局呢?这是因为C++程序经常要调用C函数,而C程序只能用malloc/free管理动态内存。

如果用free释放“new创建的动态对象”,那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”,结果也会导致程序出错,但是该程序的可读性很差。所以new/delete必须配对使用,malloc/free也一样。

malloc(0) 返回值

如果请求的长度为0,则标准C语言函数malloc返回一个null指针或不能用于访问对象的非null指针,该指针能被free安全使用。

动态申请数据存在于哪里

堆中

堆栈溢出一般是由什么原因导致的

没有回收垃圾资源

文件

什么是文件

文件”一般指存储在外部介质上数据的集合,一批数据是以文件的形式存放在外部介质(如磁盘)上的。

文件的分类

  • 按存储内容分类有:
    ①程序文件
    这种文件的内容是程序代码,包括源程序文件(后缀为.c)、目标文件(后缀为.obj)、可执行文件(后缀为.exe)等。
    ②数据文件
    文件的内容不是程序,而是供程序运行时读写的数据。
  • 根据文件的组织形式,文件可以分为ASCII文件和二进制文件。

什么是数据流和流式文件

输入输出是数据传送的过程,常将输入输出形象地称为流(stream),即数据流,通常为字符流或字节(内容为二进制数据)流。
流式文件的存取是以字符(字节)为单位的,其输入输出数据流的开始和结束仅受程序控制而不受物理符号(如回车换行符)控制。

写出在 C 程序中使用文件的操作步骤

对文件的操作的步骤:先打开,后读写,最后关闭。

其他

写出 float x 与零值比较的 if 语句

if (x > 0.000001 && x < -0.000001)

不能做 switch() 的参数类型是

实型

do ... while 和 while ... do 有什么区别

前一个循环一遍再判断,后一个判断以后再循环

ASSERT() 的作用

ASSERT() 是一个调试程序时经常使用的宏,在程序运行时它计算括号内的表达式,如果表达式为FALSE (0), 程序将报告错误,并终止执行。如果表达式不为0,则继续执行后面的语句。这个宏通常原来判断程序中是否出现了明显非法的数据,如果出现了终止程序以免导致严重后果,同时也便于查找错误。例如,变量n在程序中不应该为0,如果为0可能导致错误,你可以这样写程序:

ASSERT( n != 0);
k = 10/ n;

ASSERT只有在Debug版本中才有效,如果编译为Release版本则被忽略。

assert()的功能类似,它是ANSI C标准中规定的函数,它与ASSERT的一个重要区别是可以用在Release版本中。

system("pause"); 的作用

系统的暂停程序,按任意键继续,屏幕会打印,"按任意键继续。。。。。"省去了使用getchar();

选择语句和循环语句对条件的判断的标准是什么

即何值为真、何值为假

非0为真,0位假。

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