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想成为嵌入式程序员应知道的基本问题

xilinxue  发表于 2008/11/11 13:35:02      818 查看 4 回复  [上一主题]  [下一主题]

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C 语言测试是招聘嵌入式系统程序员过程中必须而且有效的方法。这些年,我既参加也组织了许多这种测试,在这过程中我意识到这些测
试能为带面试者和被面试者提供许多有用信息,此外,撇开面试的压力不谈,这种测试也是相当有趣的。
从被面试者的角度来讲,你能了解许多关于出题者或监考者的情况。这个测试只是出题者为显示其对ANSI 标准细节的知识而不是技术技巧而
设计吗?这个愚蠢的问题吗?如要你答出某个字符的ASCII 值。这些问题着重考察你的系统调用和内存分配策略方面的能力吗?这标志着出题
者也许花时间在微机上而不上在嵌入式系统上。如果上述任何问题的答案是"是"的话,那么我知道我得认真考虑我是否应该去做这份工作。
从面试者的角度来讲,一个测试也许能从多方面揭示应试者的素质:最基本的,你能了解应试者C 语言的水平。不管怎么样,看一下这人如何
回答他不会的问题也是满有趣。应试者是以好的直觉做出明智的选择,还是只是瞎蒙呢?当应试者在某个问题上卡住时是找借口呢,还是表现
出对问题的真正的好奇心,把这看成学习的机会呢?我发现这些信息与他们的测试成绩一样有用。
有了这些想法,我决定出一些真正针对嵌入式系统的考题,希望这些令人头痛的考题能给正在找工作的人一点帮住。这些问题都是我这些年实
际碰到的。其中有些题很难,但它们应该都能给你一点启迪。
这个测试适于不同水平的应试者,大多数初级水平的应试者的成绩会很差,经验丰富的程序员应该有很好的成绩。为了让你能自己决定某些问
题的偏好,每个问题没有分配分数,如果选择这些考题为你所用,请自行按你的意思分配分数。

 

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    xilinxue   发表于 2008/11/11 13:34:12


    1 . 用预处理指令#define 声明一个常数,用以表明1 年中有多少秒(忽略闰年问题)
    #define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL
    我在这想看到几件事情:
    ?; #define 语法的基本知识(例如:不能以分号结束,括号的使用,等等)
    ?; 懂得预处理器将为你计算常数表达式的值,因此,直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值,是更清晰而没有代价的。
    ?; 意识到这个表达式将使一个16 位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数。
    ?; 如果你在你的表达式中用到UL(表示无符号长整型),那么你有了一个好的起点。记住,第一印象很重要。
    2 . 写一个"标准"宏MIN ,这个宏输入两个参数并返回较小的一个。
    #define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))
    这个测试是为下面的目的而设的:
    ?; 标识#define 在宏中应用的基本知识。这是很重要的,因为直到嵌入(inline)操作符变为标准C 的一部分,宏是方便产生嵌入代码的唯一方
    法,对于嵌入式系统来说,为了能达到要求的性能,嵌入代码经常是必须的方法。
    ?; 三重条件操作符的知识。这个操作符存在C 语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else 更优化的代码,了解这个用法是很重要的。
    ?; 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来
    ?; 我也用这个问题开始讨论宏的副作用,例如:当你写下面的代码时会发生什么事?
    least = MIN(*p++, b);
    3. 预处理器标识#error 的目的是什么?
    如果你不知道答案,请看参考文献1。这问题对区分一个正常的伙计和一个书呆子是很有用的。只有书呆子才会读C 语言课本的附录去找出象
    这种问题的答案。当然如果你不是在找一个书呆子,那么应试者最好希望自己不要知道答案。



     

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    引用 xilinxue 2008/11/11 13:34:12 发表于2楼的内容

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    xilinxue   发表于 2008/11/11 13:34:28

     


    4. 嵌入式系统中经常要用到无限循环,你怎么样用C 编写死循环呢?


    这个问题用几个解决方案。我首选的方案是:
    while(1)
    {
    ?}
    一些程序员更喜欢如下方案:
    for(;;)
    {
    ?}
    这个实现方式让我为难,因为这个语法没有确切表达到底怎么回事。如果一个应试者给出这个作为方案,我将用这个作为一个机会去探究他们
    这样做的基本原理。如果他们的基本答案是:"我被教着这样做,但从没有想到过为什么。"这会给我留下一个坏印象。
    第三个方案是用 goto
    Loop:
    ...
    goto Loop;
    应试者如给出上面的方案,这说明或者他是一个汇编语言程序员(这也许是好事)或者他是一个想进入新领域的BASIC/FORTRAN 程序员。
    数据声明(Data declarations)
    5. 用变量a 给出下面的定义
    a) 一个整型数(An integer)
    b)一个指向整型数的指针( A pointer to an integer)
    c)一个指向指针的的指针,它指向的指针是指向一个整型数( A pointer to a pointer to an intege)r
    d)一个有10 个整型数的数组( An array of 10 integers)
    e) 一个有10 个指针的数组,该指针是指向一个整型数的。(An array of 10 pointers to integers)
    f) 一个指向有10 个整型数数组的指针( A pointer to an array of 10 integers)
    g) 一个指向函数的指针,该函数有一个整型参数并返回一个整型数(A pointer to a function that takes an integer as an argument
    and returns an integer)
    h)一个有10 个指针的数组,该指针指向一个函数,该函数有一个整型参数并返回一个整型数( An array of ten pointers to functions t
    hat take an integer argument and return an integer )
    答案是:
    a) int a; // An integer
    b) int *a; // A pointer to an integer
    c) int **a; // A pointer to a pointer to an integer
    d) int a[10]; // An array of 10 integers
    e) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers
    f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers
    g) int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer
    h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer
    人们经常声称这里有几个问题是那种要翻一下书才能回答的问题,我同意这种说法。当我写这篇文章时,为了确定语法的正确性,我的确查了
    一下书。但是当我被面试的时候,我期望被问到这个问题(或者相近的问题)。因为在被面试的这段时间里,我确定我知道这个问题的答案。
    应试者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那么也就没有为这次面试做准备,如果该面试者没有为这次面试做准备,那么他又能为
    什么出准备呢?

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    引用 xilinxue 2008/11/11 13:34:28 发表于3楼的内容

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    xilinxue   发表于 2008/11/11 13:34:44

     


    6. 关键字static 的作用是什么?
    这个简单的问题很少有人能回答完全。在C 语言中,关键字static 有三个明显的作用:
    ?; 在函数体,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。
    ?; 在模块内(但在函数体外),一个被声明为静态的变量可以被模块内所用函数访问,但不能被模块外其它函数访问。它是一个本地的全局变
    量。
    ?; 在模块内,一个被声明为静态的函数只可被这一模块内的其它函数调用。那就是,这个函数被限制在声明它的模块的本地范围内使用。
    大多数应试者能正确回答第一部分,一部分能正确回答第二部分,同是很少的人能懂得第三部分。这是一个应试者的严重的缺点,因为他显然
    不懂得本地化数据和代码范围的好处和重要性。
    Const
    7.关键字const 有什么含意?
    我只要一听到被面试者说:"const 意味着常数",我就知道我正在和一个业余者打交道。去年Dan Saks 已经在他的文章里完全概括了const
    的所有用法,因此ESP(译者:Embedded Systems Programming)的每一位读者应该非常熟悉const 能做什么和不能做什么.如果你从没有
    读到那篇文章,只要能说出const 意味着"只读"就可以了。尽管这个答案不是完全的答案,但我接受它作为一个正确的答案。(如果你想知道
    更详细的答案,仔细读一下Saks 的文章吧。)
    如果应试者能正确回答这个问题,我将问他一个附加的问题:
    下面的声明都是什么意思?
    const int a;
    int const a;
    const int *a;
    int * const a;
    int const * a const;
    /******/
    前两个的作用是一样,a 是一个常整型数。第三个意味着a 是一个指向常整型数的指针(也就是,整型数是不可修改的,但指针可以)。第四个
    意思a 是一个指向整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是可以修改的,但指针是不可修改的)。最后一个意味着a 是一个指向常整
    型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是不可修改的,同时指针也是不可修改的)。如果应试者能正确回答这些问题,那么他就给我留
    下了一个好印象。顺带提一句,也许你可能会问,即使不用关键字const,也还是能很容易写出功能正确的程序,那么我为什么还要如此看重关
    键字const 呢?我也如下的几下理由:
    ?; 关键字const 的作用是为给读你代码的人传达非常有用的信息,实际上,声明一个参数为常量是为了告诉了用户这个参数的应用目的。如果
    你曾花很多时间清理其它人留下的垃圾,你就会很快学会感谢这点多余的信息。(当然,懂得用const 的程序员很少会留下的垃圾让别人来清
    理的。)
    ?; 通过给优化器一些附加的信息,使用关键字const 也许能产生更紧凑的代码。
    ?; 合理地使用关键字const 可以使编译器很自然地保护那些不希望被改变的参数,防止其被无意的代码修改。简而言之,这样可以减少bug
    的出现。


     

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    引用 xilinxue 2008/11/11 13:34:44 发表于4楼的内容

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    xilinxue   发表于 2008/11/11 13:35:02


    8. 关键字volatile 有什么含意?并给出三个不同的例子。



    一个定义为volatile 的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到
    这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile 变量的几个例子:


    ?; 并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)
    ?; 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(Non-automatic variables)
    ?; 多线程应用中被几个任务共享的变量
    回答不出这个问题的人是不会被雇佣的。我认为这是区分C 程序员和嵌入式系统程序员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、
    RTOS 等等打交道,所有这些都要求用到volatile 变量。不懂得volatile 的内容将会带来灾难。
    假设被面试者正确地回答了这是问题(嗯,怀疑是否会是这样),我将稍微深究一下,看一下这家伙是不是直正懂得volatile 完全的重要性。
    ?; 一个参数既可以是const 还可以是volatile 吗?解释为什么。
    ?; 一个指针可以是volatile 吗?解释为什么。
    ?; 下面的函数有什么错误:
    int square(volatile int *ptr)
    {
    return *ptr * *ptr;
    }
    下面是答案:
    ?; 是的。一个例子是只读的状态寄存器。它是volatile 因为它可能被意想不到地改变。它是const 因为程序不应该试图去修改它。
    ?; 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程序修该一个指向一个buffer 的指针时。
    ?; 这段代码有点变态。这段代码的目的是用来返指针*ptr 指向值的平方,但是,由于*ptr 指向一个volatile 型参数,编译器将产生类似下面
    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地该变,因此a 和b 可能是不同的。结果,这段代码可能返不是你所期望的平方值!正确的代码如下:
    long square(volatile int *ptr)
    {
    int a;
    a = *ptr;
    return a * a;
    }


     

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