嵌入式軟件工程師面試題

1、精品文檔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

2、個(gè)常數(shù)是的長(zhǎng)整型數(shù)。4) . 如果你在你的表達(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)?標(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

3、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 l

4、oops )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 編寫死循環(huán)呢？這個(gè)問(wèn)題用幾個(gè)解決方案。我首選的方案是：while(1) 一些程序員更喜歡如下方案：for(;) 這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式讓我為難， 因?yàn)檫@個(gè)語(yǔ)法沒(méi)有確切表達(dá)到底怎么回事。 如果一個(gè)應(yīng)試者給出這 個(gè)作為方案，我將用這個(gè)作為一個(gè)機(jī)會(huì)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(méi)有想到過(guò)為什么。 ”這會(huì)給我 留下一個(gè)壞印象。第三個(gè)方案是用 gotoLoop: goto Loop;應(yīng)試者如給出上面的方案， 這說(shuō)明或者他是一個(gè)匯編語(yǔ)言程序員 (這也許是好事) 或者他是 一個(gè)想進(jìn)入新領(lǐng)域的 BASIC/FOR

5、TRAN 程序員。數(shù)據(jù)聲明( Data declarations )5. 用變量 a 給出下面的定義a) 一個(gè)整型數(shù)( An integer )b) 一個(gè)指向整型數(shù)的指針( A pointer to an integer )c) 一個(gè)指向指針的的指針，它指向的指針是指向一個(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)組( An array of 10 integers )e) 一個(gè)有 10 個(gè)指針的數(shù)組，該指針是指向一個(gè)整型數(shù)的(An array of 10 pointers tointegers )f) 一個(gè)指向有 10

6、個(gè)整型數(shù)數(shù)組的指針( A pointer to an array of 10 integers )g) 一個(gè)指向函數(shù)的指針， 該函數(shù)有一個(gè)整型參數(shù)并返回一個(gè)整型數(shù) ( A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer)h) 一個(gè)有 10 個(gè)指針的數(shù)組， 該指針指向一個(gè)函數(shù)， 該函數(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

7、integer )答案是：a) int a; / An integerb) int *a; / A pointer to an integerc) int *a; / A pointer to a pointer to an integerd) 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 funct

8、ion a that takes an integer argument and returns an integerh) int (*a10)(int); / An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer人們經(jīng)常聲稱這里有幾個(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 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)

9、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 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)訪問(wèn)，但 不能被模塊外其它函數(shù)訪問(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

10、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)：“ con st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： EmbeddedSystems 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)

11、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)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

12、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，也許你可能會(huì)問(wèn)，即使不用關(guān)鍵字 const ，也還是能很容易寫出功能正確的程序，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

13、 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 vo

14、latile 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)訪問(wèn)到的非自動(dòng)變量（Non-automatic variables）3）. 多線程應(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)

15、 . 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?。?是 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

16、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，寫兩段代碼

17、,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。

18、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?！痹蚴钱?dāng)表達(dá)式中存在有符號(hào)類型和無(wú)符號(hào)類型時(shí)所有的操作數(shù)都自動(dòng)轉(zhuǎn)換為無(wú)符號(hào)類型。 因此 -20 變成了一個(gè)非常大的 正整數(shù)， 所以該表達(dá)式計(jì)算出的結(jié)果大于 6 。這一點(diǎn)對(duì)于應(yīng)當(dāng)頻繁用到無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)類型的嵌 入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是豐常重要的。如果你答錯(cuò)了這個(gè)問(wèn)題，你也就到了得不到這份工作的邊緣。13. 評(píng)價(jià)下面的代碼片斷：unsigned int zero = 0;unsigned int co

19、mpzero = 0xFFFF; /*1s complement of zero */對(duì)于一個(gè) int 型不是 16 位的處理器為說(shuō)，上面的代碼是不正確的。應(yīng)編寫如下：unsigned int compzero = 0;這一問(wèn)題真正能揭露出應(yīng)試者是否懂得處理器字長(zhǎng)的重要性。 在我的經(jīng)驗(yàn)里， 好的嵌入式程 序員非常準(zhǔn)確地明白硬件的細(xì)節(jié)和它的局限， 然而 PC 機(jī)程序往往把硬件作為一個(gè)無(wú)法避免 的煩惱。如果顯然應(yīng)試者不是很那么我就扔出下面的追加提出這些問(wèn)題， 我希到了這個(gè)階段， 應(yīng)試者或者完全垂頭喪氣了或者信心滿滿志在必得。好，那么這個(gè)測(cè)試就在這里結(jié)束了。 但如果顯然應(yīng)試者做得不錯(cuò)， 問(wèn)題， 這些

20、問(wèn)題是比較難的，我想僅僅非常優(yōu)秀的應(yīng)試者能做得不錯(cuò)。望更多看到應(yīng)試者應(yīng)付問(wèn)題的方法，而不是答案。不管如何，你就當(dāng)是這個(gè)娛樂(lè)吧動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配（ Dynamic memory allocation ）14. 盡管不像非嵌入式計(jì)算機(jī)那么常見(jiàn)，嵌入式系統(tǒng)還是有從堆（ heap ）中動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存 的過(guò)程的。那么嵌入式系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存可能發(fā)生的問(wèn)題是什么？這里， 我期望應(yīng)試者能提到內(nèi)存碎片，碎片收集的問(wèn)題，變量的持行時(shí)間等等。這個(gè)主題已經(jīng)在 ESP 雜志中被廣泛地討論過(guò)了（主要是 P.J. Plauger, 他的解釋遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我這里能提 到的任何解釋） ，所有回過(guò)頭看一下這些雜志吧！ 讓應(yīng)試者進(jìn)入一種虛假的安全感覺(jué)后，我 拿出這么一個(gè)小節(jié)目：下面的代碼片段的輸出是什么，為什么？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 ?！蔽矣眠@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