闲来无事看两个好玩的C语言面试题

Posted 2021-02-09 ksiwnhiwhs

昨天最后一天工作日，让我碰到了两个有意思的C语言编程问题，周末前权当轻松一下，挺有意思就过去了，因为今晚雨夜通宵，就把它们记录了下来。

事件1：关于结构体对齐和packed属性

下午跟同事下楼抽烟，聊到一个有意思的问题，不讲故事了，直接看问题：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct data{
        char a;
        int b;
};

int main()
{
        char *mem = calloc(1, 100);
        struct data *dt;

        memset(mem, ‘c‘, 1);
        memset(mem+1, 2, 1);
        memset(mem+2, 0, 99);
        dt = (struct data*)mem;

        printf("%c  %d
", dt->a, dt->b);
}

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很多人用这种方法给进行数据转换，想当然会认为a就是’c’，b在小端机器上就是2，大端机器上则是0x02000000，嗯，还不错，知道大小端。但是答案还是错了。

其实struct dt的size是8，并不是1+4=5，结构体默认被对齐了，所有在字段a后面会有3个字节的填充，如果直接用mem强转，那么3个填充的0恰好覆盖掉预期中的2，造成结果的错误。上面的代码正确答案应该是：c 0

如果你把结构体dt定义成：

struct data{
        char a;
        char c;
        int b;
}

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就知道那个丢失的2去哪里了。

如果希望达到预期的c 2，则只需要如下定义结构体即可：

struct data{
        char a;
        int b;
}__attribute__((packed));

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这种问题在CPU和网络协议以及持久层序列化之间的矛盾处理中非常常见。毕竟不管是网络带宽也好还是存储介质也罢，每一个字节都是钱，能少一个字节甚至一个bit都是在节约，然而对于CPU而言，时间就是钱，空间反而不重要，所以CPU倾向于内存的对齐，于是乎CPU在处理网络协议头的时候非常容易犯上面的错，当前的Linux内核一般都不用结构体强转，都是手工转换，对于序列化程序而言，更是有诸如XML，json等上层库可用，免去了程序员的很多工作。

事件2：关于编译期的sizeof

周五下班早，这是在下班的路上被人怼的：

说实话，这个问题我不会，瞬间感觉被鄙视，然而我本来就承认自己不会编程，也就无所谓了。好在我有手机云编译器，就试了一下：

然后，我用这个问题调侃了朋友圈的几乎所有同行，当然除了前领导，现领导以及业界的比较牛的人，网上能搜到名字的人我也不敢调侃，这些人如果回答对了，显得我毫无水平且具有挑衅性情，万一回答不出来，我还想混呢…而且我怕被打…其他同等级别同等水平的就无所谓了，反正就是经常互相调侃，我这不就是被调侃的吗？

果然啊，不出所料，有人回答5，有人回答6，当然回答6的偏多。哈哈， 很多人跟我一样不会编程…我也就没什么觉得悲哀的了。

后来通过询问以及自己手机查找资料，知道了答案。

sizeof是一个编译期间预处理就决定结果的操作，编译期肯定不会执行任何语句，i++也好，++i也罢，都不会执行，到了运行期，sizeof的结果已经有了，就更不会去执行i++了…

后来朋友圈的回复不断，有人挖出了C语言标准，有人挖出了汇编码，有人挖出了编译器规程，不过最有意义的还是下面的图了：

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就上面两个题目，面试的时候去问，相信大批量的人回答不对。但是这两个问题其实也就是知道了也就知道了，并没有什么一锤定音的功能，万万不能用这些问题去评价某个人，它们只是检测一个人对C语言的熟悉程度而已，编程者的事情知道的不多，不多说。

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顺便一说，我学过谭浩强的书，但学的不好。

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