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C语言测试:想成为嵌入式程式员应知道的0x10个基本问题

来源:互联网 作者:west263.com 时间:2008-04-16
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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。应试者假如不知道任何的答案(或至少大部分答案),那么也就没有为这次面试做准备,假如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?
Static
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能够被模块内所用函数访问,但不能被模块外其他函数访问。他是个本地的全局变量。
•; 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他函数调用。那就是,这个函数被限制在声明他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已在他的文章里完全概括了const的任何用法,因此ESP(译者:Embedded Systems Programming)的每一位读者应该很熟悉const能做什么和不能做什么.假如您从没有读到那篇文章,只要能说出const意味着“只读”就能够了。尽管这个答案不是完全的答案,但我接受他作为一个正确的答案。(假如您想知道更周详的答案,仔细读一下Saks的文章吧。)
假如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;

/******/
前两个的作用是相同,a是个常整型数。第三个意味着a是个指向常整型数的指针(也就是,整型数是不可修改的,但指针能够)。第四个意思a是个指向整型数的常指针(也就是说,指针指向的整型数是能够修改的,但指针是不可修改的)。最后一个意味着a是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)。假如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,也许您可能会问,即使不用关键字 const,也还是能很容易写出功能正确的程式,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的作用是为给读您代码的人传达很有用的信息,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。假如您曾花很多时间清理其他人留下的垃圾,您就会很快学会感谢这点多余的信息。(当然,懂得用const的程式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能够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,这样能够减少bug的出现。
Volatile

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)
•; 一个中断服务子程式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程式员和嵌入式系统程式员的最基本的问题。搞嵌入式的家伙们经常同硬件、中断、RTOS等等打交道,任何这些都需要用到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。
•; 一个参数既能够是const还能够是volatile吗?解释为什么。
•; 一个指针能够是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。他是volatile因为他可能被意想不到地改变。他是const因为程式不应该试图去修改他。
•; 是的。尽管这并不很常见。一个例子是当一个中服务子程式修该一个指向一个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您所期望的平方值!正确的代码如下:

long square(volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;
return a * a;
}

位操作(Bit manipulation)

9. 嵌入式系统总是要用户对变量或寄存器进行位操作。给定一个整型变量a,写两段代码,第一个配置a的bit 3,第二个清除a 的bit 3。在以上两个操作中,要保持其他位不变。
对这个问题有三种基本的反应
•; 不知道如何下手。该被面者从没做过任何嵌入式系统的工作。
•; 用bit fields。Bit fields是被扔到C语言死角的东西,他确保您的代码在不同编译器之间是不可移植的,同时也确保了的您的代码是不可重用的。我最近不幸看到 Infineon为其较复杂的通信芯片写的驱动程式,他用到了bit fields因此完全对我无用,因为我的编译器用其他的方式来实现bit fields的。从道德讲:永远不要让一个非嵌入式的家伙粘实际硬件的边。

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