程序员面试修炼 | 腾讯研发类面试题总结

Posted 2021-05-01 魔据教育

名词解释

1、BBIT：模块间接口测试，验证模块之间的接口能不能配合，有时和联调混在一起，其实目的并不相同。BBIT的目的，是根据系统设计对系统的分解，从已通过验证的模块开始，逐层向上集成，得到一个可运行的系统。而联调一般涉及软件、硬件或者不同产品间的配合测试。MST和BBIT可以归到“模块级” 的测试，一个验证模块，一个验证模块间的接口。

2、SDV：属于测试人员开展的系统测试，但是有点偏灰盒测试，关注内部实现，验证多个模块集成以后是否满足设计需求。

3、SIT：把系统当作一个黑盒来测试，不关心内部具体的实现，验证设计需求是否得以满足。

4、SVT：验收测试，其测试对象是产品包需求OR。产品包需求给出了产品的范围，从产品可能的应用环境的角度刻画系统，SVT的目的就是确认（或验收）产品包需求给出的各种应用场景产品均能满足。

面试真题

★★★ 腾讯研发类常见面试题总结 ★★★

一、KMP字符串匹配

KMP算法完成的任务是：给定两个字符串O和f，长度分别为n和m，判断f是否在O中出现，如果出现则返回出现的位置。常规方法是遍历a的每一个位置，然后从该位置开始和b进行匹配，但是这种方法的复杂度是O(nm)。KMP算法通过一个O(m)的预处理，使匹配的复杂度降为O(n+m)。

 

1. KMP算法思想

       我们首先用一个图来描述KMP算法的思想。在字符串 O 中寻找 f，当匹配到位置 i 时两个字符串不相等，这时我们需要将字符串f向前移动。常规方法是每次向前移动一位，但是它没有考虑前 i-1 位已经比较过这个事实，所以效率不高。事实上，如果我们提前计算某些信息，就有可能一次前移多位。假设我们根据已经获得的信息知道可以前移 k 位，我们分析移位前后的 f 有什么特点。我们可以得到如下的结论：

   （1）A段字符串是 f 的一个前缀。

   （2）B段字符串是 f 的一个后缀。

   （3）A段字符串和B段字符串相等。

       所以前移 k 位之后，可以继续比较位置 i 的前提是 f 的前 i-1 个位置满足：长度为 i-k-1 的前缀A和后缀B相同。只有这样，我们才可以前移 k 位后从新的位置继续比较。

  

       所以KMP算法的核心即是计算字符串 f 每一个位置之前的字符串的前缀和后缀公共部分的最大长度（不包括字符串本身，否则最大长度始终是字符串本身）。获得 f 每一个位置的最大公共长度之后，就可以利用该最大公共长度快速和字符串O比较。当每次比较到两个字符串的字符不同时，我们就可以根据最大公共长度将字符串f向前移动(已匹配长度-最大公共长度)位，接着继续比较下一个位置。事实上，字符串 f 的前移只是概念上的前移，只要我们在比较的时候从最大公共长度之后比较f和O即可达到字符串f前移的目的。

 

2. next数组计算

       理解了KMP算法的基本原理，下一步就是要获得字符串 f 每一个位置的最大公共长度。这个最大公共长度在算法导论里面被记为next数组。在这里要注意一点，next数组表示的是长度，下标从1开始；但是在遍历原字符串时，下标还是从0开始。假设我们现在已经求得next[1]、next[2]、……next[i]，分别表示长度为1到 i 的字符串的前缀和后缀最大公共长度，现在要求next[i+1]。由上图我们可以看到，如果位置i和位置next[i]处的两个字符相同（下标从零开始），则next[i+1]等于next[i]加1。如果两个位置的字符不相同，我们可以将长度为next[i]的字符串继续分割，获得其最大公共长度next[next[i]]，然后再和位置 i 的字符比较。这是因为长度为next[i]前缀和后缀都可以分割成上部的构造，如果位置next[next[i]]和位置 i 的字符相同，则next[i+1]就等于next[next[i]]加1。如果不相等，就可以继续分割长度为next[next[i]]的字符串，直到字符串长度为0为止。由此我们可以写出求next数组的代码（JAVA）：

public int[] getNext(String b) 
{  
    intlen=b.length();  
    int j=0;  
    intnext[]=new int[len+1];//next表示长度为i的字符串前缀和后缀的最长公共部分，从1开始  
    next[0]=next[1]=0;  
    for(int i=1;i<len;i++)//i表示字符串的下标，从0开始  
    {//j在每次循环开始都表示next[i]的值，同时也表示需要比较的下一个位置  
        while(j>0&&b.charAt(i)!=b.charAt(j))j=next[j];  
        if(b.charAt(i)==b.charAt(j))j++;  
        next[i+1]=j;  
    }  
    returnnext;  
}  

       上述代码需要注意的问题是，我们求取的next数组表示长度为1到m的字符串 f 前缀的最大公共长度，所以需要多分配一个空间。而在遍历字符串 f 的时候，还是从下标0开始(位置0和1的next值为0，所以放在循环外面)，到m-1为止。代码的结构和上面的讲解一致，都是利用前面的next值去求下一个next值。

 

3. 字符串匹配

       计算完成next数组之后，我们就可以利用next数组在字符串O中寻找字符串f的出现位置。匹配的代码和求next数组的代码非常相似，因为匹配的过程和求next数组的过程其实是一样的。假设现在字符串f的前 i 个位置都和从某个位置开始的字符串O匹配，现在比较第 i+1 个位置。如果第 i+1 个位置相同，接着比较第 i+2 个位置；如果第 i+1 个位置不同，则出现不匹配，我们依旧要将长度为 i 的字符串分割，获得其最大公共长度next[i]，然后从next[i]继续比较两个字符串。这个过程和求next数组一致，所以可以匹配代码如下（JAVA）：

public void search(Stringoriginal, String find, int next[]) {  
    int j= 0;  
    for (int i = 0; i< original.length(); i++) {  
        while (j > 0&& original.charAt(i) != find.charAt(j))  
           j = next[j];  
        if(original.charAt(i) == find.charAt(j))  
           j++;  
        if (j== find.length()) {  
           System.out.println("findat position " + (i - j));  
           System.out.println(original.subSequence(i- j + 1, i + 1));  
           j = next[j];  
       }  
    }  
}  

       上述代码需要注意的一点是，每次我们得到一个匹配之后都要对 j 重新赋值。

二、进程与线程

1. 进程

       我们电脑的应用程序，都是进程，假设我们用的电脑是单核的，cpu同时只能执行一个进程。当程序处于I/O阻塞的时候，CPU如果和程序一起等待，那就太浪费了，cpu会去执行其他的程序，此时就涉及到切换，切换前要保存上一个程序运行的状态，才能恢复，所以就需要有个东西来记录这个东西，就可以引出进程的概念了。

       进程就是一个程序在一个数据集上的一次动态执行过程。进程由程序，数据集，进程控制块三部分组成。程序用来描述进程哪些功能以及如何完成；数据集是程序执行过程中所使用的资源；进程控制块用来保存程序运行的状态

2. 线程

       一个进程中可以开多个线程，为什么要有进程，而不做成线程呢？因为一个程序中，线程共享一套数据，如果都做成进程，每个进程独占一块内存，那这套数据就要复制好几份给每个程序，不合理，所以有了线程。

       线程又叫轻量级进程，是一个基本的cpu执行单元，也是程序执行过程中的最小单元。一个进程最少也会有一个主线程，在主线程中通过threading模块，再开子线程。

3.进程线程的关系

（1）一个线程只能属于一个进程，而一个进程可以有多个线程，但至少有一个线程；

（2）资源分配给进程，进程是程序的主体，同一进程的所有线程共享该进程的所有资源；

（3）cpu分配给线程，即真正在cpu上运行的是线程；

（4）线程是最小的执行单元，进程是最小的资源管理单元。

4. 进程间通信方式和线程间通信方式

（1）进程间通信方式：

    a. 管道( pipe )：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系;
    b. 信号量( semophore) ： 信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段;

     c.  消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点;
     d. 共享内存( sharedmemory ) ：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信;

     e. 套接字( socket ) ： 套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。

 （2）线程间通信方式：

     a. 全局变量；

     b. Messages消息机制；

     c. CEvent对象（MFC中的一种线程通信对象，通过其触发状态的改变实现同步与通信）。

三、虚函数的实现

1. 概述

       简单地说，每一个含有虚函数（无论是其本身的，还是继承而来的）的类都至少有一个与之对应的虚函数表，其中存放着该类所有的虚函数对应的函数指针。例：

其中：

     B的虚函数表中存放着B::foo和B::bar两个函数指针。

     D的虚函数表中存放的既有继承自B的虚函数B::foo，又有重写（override）了基类虚函数B::bar的D::bar，还有新增的虚函数D::quz。

 

2. 虚函数表构造过程

       从编译器的角度来说，B的虚函数表很好构造，D的虚函数表构造过程相对复杂。下面给出了构造D的虚函数表的一种方式（仅供参考）：

3. 虚函数调用过程

以下面的图示为例：

       编译器只知道pb是B*类型的指针，并不知道它指向的具体对象类型：pb可能指向的是B的对象，也可能指向的是D的对象。

       但对于“pb->bar()”，编译时能够确定的是：此处operator->的另一个参数是B::bar（因为pb是B*类型的，编译器认为bar是B::bar），而B::bar和D::bar在各自虚函数表中的偏移位置是相等的。

       无论pb指向哪种类型的对象，只要能够确定被调函数在虚函数中的偏移值，待运行时，能够确定具体类型，并能找到相应vptr了，就能找出真正应该调用的函数。

       B::bar是一个虚函数指针， 它的ptr部分内容为9，它在B的虚函数表中的偏移值为8（8+1=9）。

       当程序执行到“pb->bar()”时，已经能够判断pb指向的具体类型了：

       （1）如果pb指向B的对象，可以获取到B对象的vptr，加上偏移值8（(char*)vptr + 8），可以找到B::bar。

       （2）如果pb指向D的对象，可以获取到D对象的vptr，加上偏移值8（(char*)vptr + 8） ，可以找到D::bar。

       （3）如果pb指向其它类型对象，同理。

来源：19应届生

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