西邮Linux兴趣小组2020纳新试题

第一题：

运行下面的代码，输出结果是什么，请解释说明：

#include<stdio.h>
int i;
int main(int argc, char *argv[])
{
    i--;
    if (i > sizeof(i))
    {
         printf(">\n");
    }
     else
    {
        printf("<\n");
    }
    return 0;
}

输出结果为：>

说明：sizeof运算符返回一个unsigned类型，而当i和sizeof（i）比较大小时，先将int类型的i转化为unsigined int类型，而-1转化成unsigined int类型是4294967295大于sizeof（i）=4；所以该程序输出>.

第二题：

执行下面的代码段，输出结果和你预想的一样没吗？谈谈你对宏的理解：

#include<stdio.h>
#define A 2+2
#define B 3+3
#define C A*B
int main(int argc,char *argv[])
{
    printf("%d\n",C);
    return 0;
}

 该程序输出11；

在编译时，编译器会把C替换成2+2×3+3,因此计算结果是11.

宏：一些命令组织在一起，作为一个单独命令完成一个特定任务

它在某些地方与函数相似，但可省去函数调用的代价，但是代码长度会大一些。因为不管宏语句在代码中出现了多少次，每次都被完整的宏体所替代，而函数码在程序中只存在一次就可以了。

与函数的区别，是宏将代码复制到调用处，而函数是转去执行，如调用10次，则宏的代码被复制10次，而函数的代码只有一份。使用宏的速度快，但程序较大，使用函数程序较小，但相对速度要慢。

所以比较短小又使用频繁的功能适合做成宏，而相对大些的写成函数。

宏嵌套的展开规则：

1.一般的展开规律像函数的参数一样：先展开参数，再分析函数，即由内向外展开
2.当宏中有#的时候，不展开参数
3.当宏中有##的时候，先展开函数，再分析参数
4.##运算符用于将参数连接到一起，预处理过程把出现在##运算符两侧的参数合并成一个符号，注意不是字符串。

第三题：分析下面程序的输出结果：

#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
    char str[]="Welcome to XiyouLinuxGroup";
    printf("%zu %zu\n",strlen(str),sizeof(str));
    return 0;
}

该程序输出26 27；

strlen函数计算字符串的长度，遇到\0则停止并返回，而sizeof是计算字符串所占内存大小，sizeof运算符算入了字符串最后一个\0而strlen遇到则\0立即返回因此strlen函数计算出的结果比sizeof运算符计算出的结果小1。

第五题：

分析以下程序，推测并验证其作用：

#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
    int number;
    unsigned mask;
    mask=1u<<31;
    scanf("%d",&number);
    while(mask)
    {
        printf("%d",(number&mask)?1:0);
        mask>>=1;
    }
    return 0;
}

该程序的作用是将输入的整数number以二进制形式输出。

1U 表示 无符号整型 1，语句mask=1u<<31的作用是将1左移31位后赋值，mask的值就是1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000,

接下来读入一个数字number，循环时对number与mask进行按位与计算，如果（number&&mask）则输出1,否则输出0,每循环一次将mask右移一位并赋值，直到mask每一位全部为0推出循环。

C按位运算符：

（1）二进制反码或按位取反：～

一元运算符～把1变为0,把0变为1.   例如：

～（10010011）//表达式

（01101100）//结果值

（2）按位与：&

二元运算符&通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值，对于每个单位，只有两个运算对象中相应的位都为1时，结果才为1,否则都为0.例如：

（10010011）&（11110001）//表达式

（10010001）//结果值

（3）按位或：|

二元运算符|，通过逐位比较两个运算对象，生成一个新值。对于每个位，如果两个运算对象中相应的位为有一个为1,结果为1.例如：

（10010011）|（11110001）//表达式

（11110011）//结果值

（4）按位异或：^

二元运算符^逐位比较两个运算对象，对于每个位，如果两个运算对象中相应的位一个为1,一个不为1,则结果为1,否则结果为0.例如：

（10010011）^（11110001）//表达式

（01100010）//结果值

移位运算符：

（1）左移：<<

左移运算符<<将其左侧运算对象每一位的值向左移动其右侧运算对象指定的位数，左侧运算对象移出左末端位的值丢失，用0填充空出的位置

（01100111）<<2//表达式

（10011100）//结果值

（2）右移：>>

右移运算符>>将其左侧运算对象每一位的值向右移动其右侧运算对象指定的位数，右侧运算对象移出右末端位的值丢失，用0填充空出的位置

（01100111）>>2 //表达式

（00011001） //结果值

第六题：

下面程序的运行结果是什么，请解释说明：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char *str="Xiyou Linux Group";
    printf("%c\n",*str+1);
    return 0;
}

程序运行的结果是Y；

说明：printf("%c\n",*str+1);语句的作用是打印一个字符，*的优先级比+高，因此*str为X，*str+1为Y故输出Y。

C语言运算符优先级：

优先级	运算符	名称或含义	使用形式	结合方向	说明
1	[]	数组下标	数组名[常量表达式]	左到右	--
	()	圆括号	(表达式）/函数名(形参表)		--
	.	成员选择（对象）	对象.成员名		--
	->	成员选择（指针）	对象指针->成员名		--
2	-	负号运算符	-表达式	右到左	单目运算符
	~	按位取反运算符	~表达式
	++	自增运算符	++变量名/变量名++
	--	自减运算符	--变量名/变量名--
	*	取值运算符	*指针变量
	&	取地址运算符	&变量名
	!	逻辑非运算符	!表达式
	(类型)	强制类型转换	(数据类型)表达式		--
	sizeof	长度运算符	sizeof(表达式)		--
3	/	除	表达式/表达式	左到右	双目运算符
	*	乘	表达式*表达式
	%	余数（取模）	整型表达式%整型表达式
4	+	加	表达式+表达式	左到右	双目运算符
	-	减	表达式-表达式
5	<<	左移	变量<<表达式	左到右	双目运算符
	>>	右移	变量>>表达式
6	>	大于	表达式>表达式	左到右	双目运算符
	>=	大于等于	表达式>=表达式
	<	小于	表达式<表达式
	<=	小于等于	表达式<=表达式
7	==	等于	表达式==表达式	左到右	双目运算符
	！=	不等于	表达式!= 表达式
8	&	按位与	表达式&表达式	左到右	双目运算符
9	^	按位异或	表达式^表达式	左到右	双目运算符
10	|	按位或	表达式|表达式	左到右	双目运算符
11	&&	逻辑与	表达式&&表达式	左到右	双目运算符
12	||	逻辑或	表达式||表达式	左到右	双目运算符
13	?:	条件运算符	表达式1? 表达式2: 表达式3	右到左	三目运算符
14	=	赋值运算符	变量=表达式	右到左	--
	/=	除后赋值	变量/=表达式		--
	*=	乘后赋值	变量*=表达式		--
	%=	取模后赋值	变量%=表达式		--
	+=	加后赋值	变量+=表达式		--
	-=	减后赋值	变量-=表达式		--
	<<=	左移后赋值	变量<<=表达式		--
	>>=	右移后赋值	变量>>=表达式		--
	&=	按位与后赋值	变量&=表达式		--
	^=	按位异或后赋值	变量^=表达式		--
	|=	按位或后赋值	变量|=表达式		--
15	，	逗号运算符	表达式,表达式,…	左到右	--

第七题：

以下程序的运行结果是什么，你知道怎么判断两个浮点数是否相同吗？

#include<stdio.h>
int main()
{
    double a=3.14;
    float b=a;
    if((float)a==b){
        printf("Xiyou");
    }
    if(a!=b){
        printf("LinuxGroup\n");
    }
    return 0;
}

该程序的运行结果是XiyouLinuxGroup；

将double类型的a赋给b时有精度缺失因此a！=b但是在第一个if语句里面将a暂时转化成了float类型，因此此时b与同样有精度缺失的a相比较，二者的大小是相等的。

第八题：

运行下面的代码，解释运行结果并谈谈自己的理解。

#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
    int a[6]={0x6f796958,0x694c2075,0x2078756e,0x756f7247,0x30322070,0};
    printf("%d\n",printf("%s",(char*)a));
    return 0;
}

该程序中数组a中存储的数以小端模式存储，就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。

什么是大端和小端

大端模式，就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
小端模式，就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。

举个例子，比如数字 0x12 34 56 78（4个字节）在内存中的表示形式为：
1)大端模式：
低地址 -----------------> 高地址（数字高位存于低地址）
0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78
可见，大端模式和字符串的存储模式类似。
2)小端模式：
低地址 ------------------> 高地址（数字高位存于低地址）
0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12

printf("\n%d \n\n",printf("%s",(char*)a));语句里面嵌套的那一个printf语句将a数组中的每一个元素按照小端模式表示出来以ASCII码的形式输出，最后一位ASCII码为0其表示的字符是NULL，停止输出，并返回打印的字符数20；外层的printf语句打印20；

因此该程序的输出为Xiyou Linux Group 2020

第九题：

分析下列程序的输出，解释其原因。

#include<stdio.h>
int main()
{
    int a[2][3]={
   {5,7},{5,2}};
    int b[2][3]={5,7,5,2};
    int c[2][2]={
   {5,7},{5,2}};
    int d[2][2]={5,7,5};
    printf("%d %d\n",a[1][1],b[1][1]);
    printf("%d %d\n",c[1][1],d[1][1]);
    return 0;
}

该程序的输出为：

2 0
2 0

原因：

数组a和c的赋值就是按照格式，只给前两行的每一行的前两个赋值，而数组b和d就是按照顺序给第一行赋值完转到第二行（按顺序赋值）

数组赋值时，如果赋值的个数小于数组分配的个数，会给该数组未赋值的部分自动赋值为0

第十题：

执行下面的程序段，其输出结果是什么，请依据相关知识，解析其原因。

#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
    int a=1;
    printf("%d\n",*(char*)&a);
    return 0;
}

该程序的输出结果时是1；

&a得到了a的地址，(char*)强制转换为指针类型，之后又对其进行解引用，得到该地址上的对象的值，即a的值1

第十一题：

下面程序段的输出结果是什么，若取消第4行的const注释，a数组还能被修改吗？如果取消第7,8行的注释，程序还能正常运行吗，试着解释其原因。

#include<stdio.h>
int main(int argc,char*argv[])
{
    /*const*/char a[]="XiyouLinux\0";
    char *b="XiyouLinux\0";
    a[5]='\0';
    //b[5]='\0';
    printf("%s\n",a);
    //printf("%s\n",b);
    return 0;
}

该程序的运行结果是：Xiyou

如果取消第3行的注释，a会被声明为只读常量，程序不能正常运行；

b是一个字符串指针，而字符串指针类似于const 类型的数组,字符串指针指向的内容是不可修改的，用字符串指针定义的是存放在静态存储区，是常量，不可更改。

第十二题：

一个c源文件到一个可执行文件的过程中经历了一系列步骤，你了解这个过程吗，谈谈你对gcc的认识。

C编程的基本策略是，用程序把源代码文件转换成可执行文件。典型的C实现通过编译和链接两个步骤来完成这一过程。编译器把源代码转换成中间代码，连接器把中间代码和其他代码合并，生成可执行文件 。

在使用gcc编译程序时，编译过程可以细分为４个阶段：

●       预处理(Pre-Processing)

●       编译(Compiling)

●       汇编(Assembling)

●       链接(Linking)

Linux程序员可以根据自己的需要让gcc在编译的任何阶段结束，检查或使用编译器在该阶段的输出信息，或者对最后生成的二进制文件进行控制，以便通过加入不同数量和种类的调试代码来为今后的调试做好准备。与其他常用的编译器一样，gcc也提供了灵活而强大的代码优化功能，利用它可以生成执行效率更高的代码。

gcc提供了30多条警告信息和3个警告级别，使用它们有助于增强程序的稳定性和可移植性。此外，gcc还对标准的C和C++语言进行了大量的扩展，提高了程序的执行效率，有助于编译器进行代码优化，能够减轻编程的工作量。

第十三题：

仔细阅读下面这个函数，你可以看出这个函数的功能吗？试着理解算法原理，并尝试优化它。

void sort(int arr[],int size)
{
    int i,j,tmp;
    for(i=0;i<size-1;i++){
        for(j=0;j<size-i-1;j++){
            if(arr[j]>arr[j+1]){
                tmp=arr[j];
                arr[j]=arr[j+1];
                arr[j+1]=tmp;
            }
        }
    }
}

这段代码写的是冒泡排序；

冒泡排序是比较基础的排序算法之一，其思想是相邻的元素两两比较，较大的数下沉，较小的数冒起来，这样一趟比较下来，最大(小)值就会排列在一端

冒泡排序的思路：

1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2、每趟从第一对相邻元素开始，对每一对相邻元素作同样的工作，直到最后一对。
3、针对所有的元素重复以上的步骤，除了已排序过的元素(每趟排序后的最后一个元素)，直到没有任何一对数字需要比较。

//改进后的冒泡排序
void sort(int arr[],int size)
{
    int i,j,tmp;
    for(i=0;i<size-1;i++){
        int count=0;
        for(j=0;j<size-i-1;j++){
            if(arr[j]>arr[j+1]){
                tmp=arr[j];
                arr[j]=arr[j+1];
                arr[j+1]=tmp;
                count++;
            }
        }
        if(count==0){
            break;//如果一小轮完成之后没有数字的交换，则证明数组已经变得有序，可直接跳出循环，增加效率
        }
    }
}