嵌入式軟件工程師經(jīng)典筆試題和面試題答案

　　1. 用預處理指令#define 聲明一個常數(shù)，用以表明1年中有多少秒(忽略閏年問題)

　　#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). 懂得預處理器將為你計算常數(shù)表達式的值，因此，直接寫出你是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). 意識到這個表達式將使一個16位機的整型數(shù)溢出-因此要用到長整型符號L,告訴編譯器這個常數(shù)是的長整型數(shù)。

　　4). 如果你在你的表達式中用到UL(表示無符號長整型)，那么你有了一個好的起點。

　　記住，第一印象很重要。

　　2. 寫一個“標準”宏MIN，這個宏輸入兩個參數(shù)并返回較小的一個。

　　#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在宏中應用的基本知識。這是很重要的，因為直到嵌入(inline)操作符變?yōu)闃藴蔆的一部分，宏是方便產生嵌入代碼的唯一方法，對于嵌入式系統(tǒng)來說，為了能達到要求的性能，嵌入代碼經(jīng)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(yōu)化的代碼，了解這個用法是很重要的。

　　3). 懂得在宏中小心地把參數(shù)用括號括起來

　　4). 我也用這個問題開始討論宏的副作用，例如：當你寫下面的代碼時會發(fā)生什么事?

　　least = MIN(*p++, b);

　　3. 預處理器標識#error的目的是什么?

　　如果你不知道答案，請看參考文獻1。這問題對區(qū)分一個正常的伙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，那么應試者最好希望自己不要知道答案。

　　4. 嵌入式系統(tǒng)中經(jīng)常要用到無限循環(huán)，你怎么樣用C編寫死循環(huán)呢?

　　這個問題用幾個解決方案。我首選的方案是：

　　while(1)

　　{

　　}

　　一些程序員更喜歡如下方案：

　　for(;;)

　　{

　　}

　　這個實現(xiàn)方式讓我為難，因為這個語法沒有確切表達到底怎么回事。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么。”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匯編語言程序員(這也許是好事)或者他

　　是一個想進入新領域的BASIC/FORTRAN程序員。

　　數(shù)據(jù)聲明(Data declarations)

　　5. 用變量a給出下面的定義

　　a) 一個整型數(shù)(An integer)

　　b) 一個指向整型數(shù)的指針(A pointer to an integer)

　　c) 一個指向指針的的指針，它指向的指針是指向一個整型數(shù)(A pointer to a pointer

　　to an integer)

　　d) 一個有10個整型數(shù)的數(shù)組(An array of 10 integers)

　　e) 一個有10個指針的數(shù)組，該指針是指向一個整型數(shù)的(An array of 10 pointers to

　　integers)

　　f) 一個指向有10個整型數(shù)數(shù)組的指針(A pointer to an array of 10 integers)

　　g) 一個指向函數(shù)的指針，該函數(shù)有一個整型參數(shù)并返回一個整型數(shù)(A pointer to a fu

　　nction that takes an integer as an argument and returns an integer)

　　h) 一個有10個指針的數(shù)組，該指針指向一個函數(shù)，該函數(shù)有一個整型參數(shù)并返回一個整型

　　數(shù)( An array of ten pointers to functions that take an integer argument and r

　　eturn 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 int

　　eger argument and return an integer

　　人們經(jīng)常聲稱這里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里，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)，那么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，那么他又能為什么出準備呢?

　　Static

　　6. 關鍵字static的作用是什么?

　　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). 在函數(shù)體，一個被聲明為靜態(tài)的變量在這一函數(shù)被調用過程中維持其值不變。

　　2). 在模塊內(但在函數(shù)體外)，一個被聲明為靜態(tài)的變量可以被模塊內所用函數(shù)訪問，但不能被模塊外其它函數(shù)訪問。它是一個本地的全局變量。

　　3). 在模塊內，一個被聲明為靜態(tài)的函數(shù)只可被這一模塊內的其它函數(shù)調用。那就是，這個函數(shù)被限制在聲明它的模塊的本地范圍內使用。

　　大多數(shù)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數(shù)據(jù)和代碼范圍的好處和重要性。

　　Const

　　7.關鍵字const是什么含意?

　　我只要一聽到被面試者說：“const意味著常數(shù)”，我就知道我正在和一個業(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：Embedded Systems Programming)的每一位讀者應該非常熟悉const能做什么和不能做什么.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。盡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;

　　前兩個的作用是一樣，a是一個常整型數(shù)。第三個意味著a是一個指向常整型數(shù)的指針(也就是，整型數(shù)是不可修改的，但指針可以)。第四個意思a是一個指向整型數(shù)的常指針(也就是說，指針指向的整型數(shù)是可以修改的，但指針是不可修改的)。最后一個意味著a是一個指向常整型數(shù)的常指針(也就是說，指針指向的整型數(shù)是不可修改的，同時指針也是不可修改的)。如果應試者能正確回答這些問題，那么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序，那么我為什么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的作用是為給讀你代碼的人傳達非常有用的信息，實際上，聲明一個參數(shù)為常量是為了告訴了用戶這個參數(shù)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余的信息。(當然，懂得用const的程序員很少會留下的垃圾讓別人來清理的。)

　　2). 通過給優(yōu)化器一些附加的信息，使用關鍵字const也許能產生更緊湊的代碼。

　　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參數(shù)，防止其被無意的代碼修改。簡而言之，這樣可以減少bug的出現(xiàn)。

　　Volatile

　　8. 關鍵字volatile有什么含意 并給出三個不同的例子。

　　一個定義為volatile的變量是說這變量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量的值了。精確地說就是，優(yōu)化器在用到這個變量時必須每次都小心地重新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器里的備份。下面是volatile變量的幾個例子：

　　1). 并行設備的硬件寄存器(如：狀態(tài)寄存器)

　　2). 一個中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)

　　3). 多線程應用中被幾個任務共享的變量

　　回答不出這個問題的人是不會被雇傭的。我認為這是區(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vo

　　latile變量。不懂得volatile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，懷疑這否會是這樣)，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). 一個參數(shù)既可以是const還可以是volatile嗎?解釋為什么。

　　2). 一個指針可以是volatile 嗎?解釋為什么。

　　3). 下面的函數(shù)有什么錯誤：

　　int square(volatile int *ptr)

　　{

　　return *ptr * *ptr;

　　}

　　下面是答案：

　　1). 是的。一個例子是只讀的狀態(tài)寄存器。它是volatile因為它可能被意想不到地改變。

　　它是const因為程序不應該試圖去修改它。

　　2). 是的。盡管這并不很常見。一個例子是當一個中服務子程序修該一個指向一個buffer

　　的指針時。

　　3). 這段代碼的有個惡作劇。這段代碼的目的是用來返指針*ptr指向值的平方，但是，由

　　于*ptr指向一個volatile型參數(shù)，編譯器將產生類似下面的代碼：

　　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)