2016年嵌入式工程師面試題及答案「精選」

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1 . 用預處理指令#define 宣告一個常數,用以表明1年中有多少秒(忽略閏年問題)

2016年嵌入式工程師面試題及答案「精選」

#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL

我在這想看到幾件事情:

1) #define 語法的基本知識(例如:不能以分號結束,括號的使用,等等)

2) 懂得前處理器將為你計算常數表示式的值,因此直接寫出你如何計算一年中有多少秒而不是計算出實際的值,是更清晰而沒有代價的。

3) 意識到這個表示式將使一個16位機的整型數溢位-因此要用到長整型符號L,告訴編譯器這個常數是的長整型數。

4) 如果你在你的表示式中用到UL(表示無符號長整型),那麼你有了一個好的起點。記住,第一印象很重要。

2 . 寫一個"標準"巨集MIN ,這個巨集輸入兩個引數並返回較小的一個。

#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))

這個測試是為下面的目的而設的:

1) 標識#define在巨集中應用的基本知識。這是很重要的。因為在 嵌入(inline)操作符 變為標準C的一部分之前,巨集是方便產生嵌入程式碼的唯一方法,對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的效能,嵌入程式碼經常是必須的方法。

2) 三重條件操作符的知識。這個操作符存在C語言中的原因是它使得編譯器能產生比if-then-else更優的程式碼,瞭解這個用法是很重要的。

3) 懂得在巨集中小心地把引數用括號括起來

4) 我也用這個問題開始討論巨集的副作用,例如:當你寫下面的程式碼時會發生什麼事?

least = MIN(*p++, b);

3. 前處理器標識#error的目的是什麼?

如果你不知道答案,請看參考文獻1。這問題對區分一個正常的夥計和一個書呆子是很有用的。只有書呆子才會讀C語言課本的附錄去找出象這種問題的答案。當然如果你不是在找一個書呆子,那麼應試者最好希望自己不要知道答案。

無窮迴圈(Infinite loops)

4. 嵌入式系統中經常要用到無限迴圈,你怎麼樣用C編寫無窮迴圈呢?

這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是:

while(1)

{

}

一些程式設計師更喜歡如下方案:

for(;;)

{

}

這個實現方式讓我為難,因為這個語法沒有確切表達到底怎麼回事。如果一個應試者給出這個作為方案,我將用這個作為一個機會去探究他們這樣做的基本原理。如果他們的基本答案是:"我被教著這樣做,但從沒有想到過為什麼。"這會給我留下一個壞印象。

第三個方案是用 goto

Loop:

...

goto Loop;

應試者如給出上面的方案,這說明或者他是一個組合語言程式設計師(這也許是好事)或者他是一個想進入新領域的BASIC/FORTRAN程式設計師。

資料宣告(Data declarations)

5. 用變數a給出下面的定義

a) 一個整型數(An integer)

b)一個指向整型數的指標( A pointer to an integer)

c)一個指向指標的的指標,它指向的指標是指向一個整型數( A pointer to a pointer to an intege)r

d)一個有10個整型數的陣列( An array of 10 integers)

e) 一個有10個指標的陣列,該指標是指向一個整型數的。(An array of 10 pointers to integers)

f) 一個指向有10個整型數陣列的指標( A pointer to an array of 10 integers)

g) 一個指向函式的指標,該函式有一個整型引數並返回一個整型數(A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)

h) 一個有10個指標的陣列,該指標指向一個函式,該函式有一個整型引數並返回一個整型數( An array of ten pointers to functions that 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

人們經常聲稱這裡有幾個問題是那種要翻一下書才能回答的問題,我同意這種說法。當我寫這篇文章時,為了確定語法的正確性,我的確查了一下書。但是當我被面試的時候,我期望被問到這個問題(或者相近的問題)。因為在被面試的這段時間裡,我確定我知道這個問題的答案。應試者如果不知道所有的答案(或至少大部分答案),那麼也就沒有為這次面試做準備,如果該面試者沒有為這次面試做準備,那麼他又能為什麼出準備呢?

Static

6. 關鍵字static的作用是什麼?

這個簡單的問題很少有人能回答完全。在C語言中,關鍵字static有三個明顯的作用:

1) 在函式體,一個被宣告為靜態的變數在這一函式被呼叫過程中維持其值不變。

2) 在模組內(但在函式體外),一個被宣告為靜態的變數可以被模組內所用函式訪問,但不能被模組外其它函式訪問。它是一個本地的全域性變數。

3) 在模組內,一個被宣告為靜態的函式只可被這一模組內的其它函式呼叫。那就是,這個函式被限制在宣告它的模組的本地範圍內使用。

大多數應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。這是一個應試者的嚴重的缺點,因為他顯然不懂得本地化資料和程式碼範圍的好處和重要性。

Const

7.關鍵字const有什麼含意?

我只要一聽到被面試者說:"const意味著常數",我就知道我正在和一個業餘者打交道。去年Dan Saks已經在他的文章裡完全概括了const的所有用法,因此ESP(譯者:Embedded Systems Programming)的每一位讀者應該非常熟悉const能做什麼和不能做什麼.如果你從沒有讀到那篇文章,只要能說出const意味著"只讀"就可以了。儘管這個答案不是完全的答案,但我接受它作為一個正確的答案。(如果你想知道更詳細的答案,仔細讀一下Saks的文章吧。)

如果應試者能正確回答這個問題,我將問他一個附加的問題:

下面的宣告都是什麼意思?

const int a;

int const a;

const int *a;

int * const a;

int const * a const;

/******/

前兩個的作用是一樣,a是一個常整型數。第三個意味著a是一個指向常整型數的指標(也就是,整型數是不可修改的,但指標可以)。第四個意思a是一個指向整型數的常指標(也就是說,指標指向的整型數是可以修改的,但指標是不可修改的)。最後一個意味著a是一個指向常整型數的常指標(也就是說,指標指向的整型數是不可修改的,同時指標也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題,那麼他就給我留下了一個好印象。順帶提一句,也許你可能會問,即使不用關鍵字 const,也還是能很容易寫出功能正確的程式,那麼我為什麼還要如此看重關鍵字const呢?我也如下的幾下理由:

1) 關鍵字const的作用是為給讀你程式碼的人傳達非常有用的資訊,實際上,宣告一個引數為常量是為了告訴了使用者這個引數的應用目的。如果你曾花很多時間清理其它人留下的垃圾,你就會很快學會感謝這點多餘的資訊。(當然,懂得用const的程式設計師很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)

2) 通過給優化器一些附加的資訊,使用關鍵字const也許能產生更緊湊的程式碼。

3) 合理地使用關鍵字const可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的引數,防止其被無意的程式碼修改。簡而言之,這樣可以減少bug的出現。

8. 關鍵字volatile有什麼含意?並給出三個不同的例子。

一個定義為volatile的變數是說這變數可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是,優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用儲存在暫存器裡的'備份。下面是volatile變數的幾個例子:

1) 並行裝置的硬體暫存器(如:狀態暫存器)

2) 一箇中斷服務子程式中會訪問到的非自動變數(Non-automatic variables)

3) 多執行緒應用中被幾個任務共享的變數

回答不出這個問題的人是不會被僱傭的。我認為這是區分C程式設計師和嵌入式系統程式設計師的最基本的問題。搞嵌入式的傢伙們經常同硬體、中斷、RTOS等等打交道,所有這些都要求用到volatile變數。不懂得volatile的內容將會帶來災難。

假設被面試者正確地回答了這是問題(嗯,懷疑是否會是這樣),我將稍微深究一下,看一下這傢伙是不是直正懂得volatile完全的重要性。

1) 一個引數既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什麼。

2) 一個指標可以是volatile 嗎?解釋為什麼。

3) 下面的函式有什麼錯誤:

int square(volatile int *ptr)

{

return *ptr * *ptr;

}

下面是答案:

1) 是的。一個例子是隻讀的狀態暫存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。它是const因為程式不應該試圖去修改它。

2) 是的。儘管這並不很常見。一個例子是當一箇中服務子程式修該一個指向一個buffer的指標時。

3) 這段程式碼有點變態。這段程式碼的目的是用來返指標*ptr指向值的平方,但是,由於*ptr指向一個volatile型引數,編譯器將產生類似下面的程式碼:

int square(volatile int *ptr)

{

int a,b;

a = *ptr;

b = *ptr;

return a * b;

}

由於*ptr的值可能被意想不到地該變,因此a和b可能是不同的。結果,這段程式碼可能返不是你所期望的平方值!正確的程式碼如下:

long square(volatile int *ptr)

{

int a;

a = *ptr;

return a * a;

}

位操作(Bit manipulation)