C语言 一个8位的变量和16位变量可以直接对比吗?

最近把基础知识点总结了一遍,专门针对面试的知识点,金三银四不少小伙伴在找工作,这里我给大家分享一下面试中经常会遇到的一些嵌入式C语言问题,你看看能答上来几个呢? 1

用预处理指令#define 声明一个常数,用以表明1年中有多少秒(忽略闰年问题)

  1. #define 语法的基本知识(例如:不能以分号结束,括号的使用,等等)

  2. 懂得预处理器将为你计算常数表达式的值,因此,直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值,是更清晰而没有代价的。

  3. 意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数

  4. 如果你在你的表达式中用到UL(表示无符号长整型),那么你有了一个好的起点。记住,第一印象很重要。

    写一个"标准"宏MIN ,这个宏输入两个参数并返回较小的一个。

    1. 标识#define在宏中应用的基本知识。这是很重要的。因为在 嵌入(inline)操作符 变为标准C的一部分之前,宏是方便产生嵌入代码的唯一方法,对于嵌入式系统来说,为了能达到要求的性能,嵌入代码经常是必须的方法。

    2. 懂得在宏中小心地把参数用括号括起来

    3. 我也用这个问题开始讨论宏的副作用,例如:当你写下面的代码时会发生什么事?

      1. 这个定义计算x和y分别两次(x和y中的小者被计算两次),当参数由副作用时,将产生不正确的结果

      2. 使用语句表达式只计算参数一次,避免了可能的错误,语句表达式通常用于宏定义

      3. 检查参数x和y的类型是否相同(如果x和y的类型不同编译器将会发出warning,并不影响后面语句的运行

        预处理器标识#error的目的是什么?

        编译程序时,只要遇到 #error 就会跳出一个编译错误,既然是编译错误,要它干嘛呢?其目的就是保证程序是按照你所设想的那样进行编译的。

        下面举个例子:程序中往往有很多的预处理指令

        当程序比较大时,往往有些宏定义是在外部指定的(如makefile),或是在系统头文件中指定的,当你不太确定当前是否定义了 XXX 时,就可以改成如下这样进行编译:

        嵌入式系统中经常要用到无限循环,你怎么样用C编写死循环呢?

        用变量a给出下面的定义

          关键字static的作用是什么?

          在C语言中,关键字static有三个明显的作用:

          • 第一、在修饰变量的时候,static修饰的静态局部变量只执行一次,而且延长了局部变量的生命周期,直到程序运行结束以后才释放。

          • 第二、static修饰全局变量的时候,这个全局变量只能在本文件中访问,不能在其它文件中访问,即便是extern外部声明也不可以。

          • 第三、static修饰一个函数,则这个函数的只能在本文件中调用,不能被其他文件调用。Static修饰的局部变量存放在全局数据区的静态变量区。初始化的时候自动初始化为0;

            • (1)不想被释放的时候,可以使用static修饰。比如修饰函数中存放在栈空间的数组。如果不想让这个数组在函数调用结束释放可以使用static修饰

            • (2)考虑到数据安全性(当程想要使用全局变量的时候应该先考虑使用static)

          在C++中static关键字除了具有C中的作用还有在类中的使用在类中,static可以用来修饰静态数据成员和静态成员方法 静态数据成员

          • (1)静态数据成员可以实现多个对象之间的数据共享,它是类的所有对象的共享成员,它在内存中只占一份空间,如果改变它的值,则各对象中这个数据成员的值都被改变。

          • (2)静态数据成员是在程序开始运行时被分配空间,到程序结束之后才释放,只要类中指定了静态数据成员,即使不定义对象,也会为静态数据成员分配空间。

          • (3)静态数据成员可以被初始化,但是只能在类体外进行初始化,若为对静态数据成员赋初值,则编译器会自动为其初始化为0

          • (4)静态数据成员既可以通过对象名引用,也可以通过类名引用。

          • (1)静态成员函数和静态数据成员一样,他们都属于类的静态成员,而不是对象成员。

          • (2)非静态成员函数有this指针,而静态成员函数没有this指针。

          • (3)静态成员函数主要用来方位静态数据成员而不能访问非静态成员。

          关键字const有什么含意?

          只要一个变量前用const来修饰,就意味着该变量里的数据只能被访问,而不能被修改,也就是意味着const“只读”(readonly)。

          规则:const离谁近,谁就不能被修改;

          const修饰一个变量时,一定要给这个变量初始化,若不初始化,在后面也不能初始化。

          • 1:可以用来定义常量,修饰函数参数,修饰函数返回值 ,且被const修饰的东西,都受到强制保护,可以预防其它代码无意识的进行修改,从而提高了程序的健壮性(是指系统对于规范要求以外的输入能够判断这个输入不符合规范要求,并能有合理的处理方式。ps:即所谓高手写的程序不容易死);

          • 2:使编译器保护那些不希望被修改的参数,防止无意代码的修改,减少bug;

          • 3:给读代码的人传递有用的信息,声明一个参数,是为了告诉用户这个参数的应用目的;

          • 1:编译器可以对const进行类型安全检查(所谓的类型安全检查,能将程序集间彼此隔离开来,这种隔离能确保程序集彼此间不会产生负面影响,提高程序的可读性);

          • 2:有些集成化的调试工具可以对const常量进行调试,使编译器对处理内容有了更多的了解,消除了一些隐患。eg:void hanshu(const int i){.......} 编译器就会知道i是一个不允许被修改的常量

          • 3:可以节省空间,避免不必要的内存分配,因为编译器通常不为const常量分配内存空间,而是将它保存在符号表中,这样就没有了存储于读内存的操作,使效率也得以提高;

          • 4:可以很方便的进行参数的修改和调整,同时避免意义模糊的数字出现

          • 关键字 volatile 有什么含意?并给出三个不同的例子。

            一个定义为volatile的变量是说这变量可能会被意想不到地改变,这样,编译器就不会去假设这个变量的值了。精确地说就是,优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。下面是volatile变量的几个例子:

            • 1:并行设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)

            • 3:多线程应用中被几个任务共享的变量

            • 嵌入式系统总是要用户对变量或寄存器进行位操作。给定一个整型变量a,写两段代码,第一个设置a的bit 3,第二个清除a 的bit 3。在以上两个操作中,要保持其它位不变。

              • 1:不知道如何下手。该被面者从没做过任何嵌入式系统的工作。

              • 2:用bit fields。Bit fields是被扔到C语言死角的东西,它保证你的代码在不同编译器之间是不可移植的,同时也保证了的你的代码是不可 重用的。

                最近不幸看到 Infineon为其较复杂的通信芯片写的驱动程序,它用到了bit fields因此完全对我无用,因为我的编译器用其它的方 式来实现bit fields的。从道德讲:永远不要让一个非嵌入式的家伙粘实际硬件的边。

              • 3:用 #defines 和 bit masks 操作。这是一个有极高可移植性的方法,是应该被用到的方法。最佳的解决方案如下:

              • 嵌入式系统经常具有要求程序员去访问某特定的内存位置的特点。在某工程中,要求设置一绝对地址为0x67a9的整型变量的值为0xaa66。编译器是一个纯粹的ANSI编译器。写代码去完成这一任务。

                这一问题测试你是否知道为了访问一绝对地址把一个整型数强制转换(typecast)为一指针是合法的。

                中断是嵌入式系统中重要的组成部分,这导致了很多编译开发商提供一种扩展—让标准C支持中断。具代表事实是,产生了一个新的关键字 __interrupt。下面的代码就使用了__interrupt关键字去定义了一个中断服务子程序(ISR),请评论一下这段代码的。

                • 1:ISR 不能返回一个值。如果你不懂这个,那么你不会被雇用的。

                • 2:ISR 不能传递参数。如果你没有看到这一点,你被雇用的机会等同第一项。

                • 3:在许多的处理器/编译器中,浮点一般都是不可重入的。有些处理器/编译器需要让额处的寄存器入栈,有些处理器/编译器就是不允许在ISR中做浮点运算。此外,ISR应该是短而有效率的,在ISR中做浮点运算是不明智的。

                • 4:与第三点一脉相承,printf经常有重入和性能上的问题。如果你丢掉了第三和第四点,我不会太为难你的。不用说,如果你能得到后两点,那么你的被雇用前景越来越光明了。

                • 下面的代码输出是什么,为什么?

                  这 个问题测试你是否懂得C语言中的整数自动转换原则,我发现有些开发者懂得极少这些东西。

                  不管如何,这无符号整型问题的答案是输出是 ">6"。原因 是当表达式中存在有符号类型和无符号类型时所有的操作数都自动转换为无符号类型。

                  因此-20变成了一个非常大的正整数,所以该表达式计算出的结果大于6。这一点对于应当频繁用到无符号数据类型的嵌入式系统来说是丰常重要的。

                  如果你答错了这个问题,你也就到了得不到这份工作的边缘。

                  对于一个int型不是16位的处理器为说,上面的代码是不正确的。应编写如下:

                  这一问题真正能揭露出应试者是否懂得处理器字长的重要性。在我的经验里,好的嵌入式程序员非常准确地明白硬件的细节和它的局限,然而PC机程序往往把硬件

                  作为一个无法避免的烦恼。

                  到了这个阶段,应试者或者完全垂头丧气了或者信心满满志在必得。如果显然应试者不是很好,那么这个测试就在这里结束了。

                  但如果显然应试者做得不错,那么我就 扔出下面的追加问题,这些问题是比较难的,我想仅仅非常优秀的应试者能做得不错。提出这些问题,我希望更多看到应试者应付问题的方法,而不是答案。不管如 何,你就当是这个娱乐吧...

                  尽管不像非嵌入式计算机那么常见,嵌入式系统还是有从堆(heap)中动态分配内存的过程的。

                  那么嵌入式系统中,动态分配内存可能发生的问题是什么?

                  这 里,我期望应试者能提到内存碎片,碎片收集的问题,变量的持行时间等等。这个主题已经在ESP杂志中被广泛地讨论过了(主要是 P.J. Plauger, 他的解释远远超过我这里能提到的任何解释),回过头看一下这些杂志吧!让应试者进入一种虚假的安全感觉后,我拿出这么 一个小节目:下面的代码片段的输出是什么,为什么?

                  这 是一个有趣的问题。最近在我的一个同事不经意把0值传给了函数malloc,得到了一个合法的指针之后,我才想到这个问题。这就是上面的代码,该代码的输 出是"Got a valid pointer"。

                  我用这个来开始讨论这样的一问题,看看被面试者是否想到库例程这样做是正确。

                  得到正确的答案固然重要,但解决问题的方法和你做决定的基本原理更重要些。

                  Typedef 在C语言中频繁用以声明一个已经存在的数据类型的同义字。也可以用预处理器做类似的事。例如,思考一下下面的例子:

                  以上两种情况的意图都是要定义 dPS 和 tPS 作为一个指向结构s指针。哪种方法更好呢?(如果有的话)为什么?

                  这是一个非常微妙的问题,任何人答对这个问题(正当的原因)是应当被恭喜的。答案是:typedef更好。思考下面的例子:

                  上面的代码定义p1为一个指向结构的指,p2为一个实际的结构,这也许不是你想要的。第二个例子正确地定义了p3 和p4 两个指针。

                  C语言同意一些令人震惊的结构,下面的结构是合法的吗,如果是它做些什么?

                  这个问题将作为这个测验的一个愉快的结尾。不管你相不相信,上面的例子是完全合乎语法的。问题是编译器如何处理它?水平不高的编译作者实际上会争论这个问题,根据最处理原则,编译器应当能处理尽可能所有合法的用法。因此,上面的代码被处理成:

                  • 如果你知道答案,或猜出正确答案,做得好。

                  • 如果你不知道答案,我也不把这个当作问题。我发现这个问题的最大好处是这是一个关于代码编写风格,代码的可读性,代码的可修改性的好的话题。

首先,位运算到底用来做什么,用处多不,好像到现在我也没有怎么用位运算呢?很多初学者我相信会有这样的疑问。那么本篇就将介绍位运算的强大用途及无限魅力。

二进制与十进制的换算我就不说了。上面为什么三个1就表示7,不知道的话就看看书哈。
上面说到了8位和32位,我们知道一个字节(byte)表示8位,那么二进制的一位就是这个位的意思。int是32位,那么写完整数字0的 二进制就有32个0。这样思考起来在后面的位运算上要好理解一点。
先来看看我们经常用到的位运算符:& (按位与)、| (按位或)、^ (按位异或)、~ (按位取反)、>> (按位右移)、<< (按位左移)。
& ( 按位与): 概念上来讲就是二进制上按每一位(0或1)进行与运算。 那么与运算是什么意思该不用我说吧,就是两者都是1结果为真。 其中一个为0结果为假。这里不可能有0、1之外的数,这里是二进制。先看一个8位二进制的例子:

很简单吧。不用多说了,就是操作0和1。

| ( 按位或): 概念上来讲就是二进制上按每一位(0或1)进行或运算。 那么或运算是什么意思该不用我说吧,就是两者都是0结果为假。其它情况都为真。

^( 按位异或): 概念上来讲就是二进制上按每一位(0或1)进行异或运算。 异或运算简单讲就是相同就为假,不同为真。

~( 按位取反): 概念上来讲就是二进制上按每一位(0或1)进行取反运算。 取反运算简单讲就是0变1,1变0。

>>( 按位右移): 概念上来讲就是二进制上按每一位(0或1)进行右移运算。 右移运算简单讲就是将二进制的位整体向右移动。

这里右移两位等于除了2的2次方,7/4 = 1 在整数除法中则看成是被舍掉了小数部分。

<<( 按位左移): 这个就不说了,与上面右移方向的相反。

好了,有了基本的概念。那么下面就进入实际应用了。

我们都知道颜色,这里的颜色就是RGB,我们在这里谈24位颜色。也就是RGB中的R(红)、G(绿)、 B(蓝)分别占8位。这下有的朋友 疑惑了,24位?想想前面的基本数据类型里,没有24位的类型啊,怎么办呢?

于是,我们便用到了位运算。一个32位的无符号整数,高8位置零。低24位用于表示颜色,到这里又有朋友想了。低24位怎么表示? 我们都知道颜色通常每个分量是0~255之间,三种颜色存放在24位里怎么存?

我们将三个分量都定成是255,这里的目的是想表示白色。

然后这样就组成了我们的颜色:白色。

那么这里的原理很简单:

这里的颜色分量我都标识了字体的颜色,看红色的部分是不是就是左移了16 位,其他同理,具体的过程就是:

然后看这3个二进制数按位或运算后就是我们的目标颜色,用十六进制看就是:0x00ffff ff 。0xff就是255。

32位的颜色只是比24位颜色多了一个分量,可以用来做透明。也就是我们上面没有用到的最高8位。32位也可以将高8位的分量 放在低8位,RGB放在高24位。比如:

现在我们知道了color,那么要取得分一个分量怎么办呢?很简单:

上面三句相当于逆运算。那么这里按位与上一个0xff的原理是什么呢? 我们看g分量:

两者相与,是不是就将红色分量给去掉了呢?

就只剩下绿色的8个1了。这里我只是举的255,因此可能有的朋友会说我直接:

BYTE g = ( color >> 16 ) & 0xff; 这样也等于255啊。这里我是举的一个比较特殊的例子,当这里r g b不相等的时候, 就不能这样用了,这里是通用的用法,我们不能特殊化。

再来看16位色的RGB565, 字面上的意思很简单就是r和g占5位, b占6位。一共是16位。如果是16位我们就不需要一个UINT了, 只需要:

天啊,有的朋友可能看到这一串就晕了,其实我们碰到这种问题,如果对十六进制数不敏感不熟悉的话你就用WINDOWS自带的 计算器进行算嘛。我们还是一步一步来说明吧。
因为是“565”模式的颜色,那么r要抛弃掉低3位,只需要高6 位。g需要抛弃掉低2位,只要6位,b和r相同,也抛弃低3位。 一共加起来就是16位了。那么要把这16位分别保存这3个分量。同样是按位或运算。r只剩下高5位,要到UINT16的最高5位, 所以需要左移8位。

同样b分量被抛弃掉低2位后:

// 很明显需要向左移动3位

1 11 1 // 很明显多出两个0需要向右移动3位

上面的抛弃掉低位的算法不用说了吧,不熟悉的就用计算器算相与后是不是想要的结果。正因为有抛弃,因此16位颜色就没有 24位颜色真实。

问题一: 为什么要抛弃低位,不抛弃高位?(比如红色就可以是:r & 0x1f)

上面24位色反过来逆运算获得每一个分量我们已经知道了,那么:

问题二: 怎么获得RGB565颜色color16中的每一个分量。

上面的颜色了解后,我相信大家对于& | << >>这几个该没有什么问题了吧,当然颜色的组合还有其他的,这里不是为了介绍颜色。 而是为了了解位运算。

位运算很灵活,这里只是一个基本的介绍。更多的还需要大家多实践。了解了上面的几个运算符,下面介绍剩下的两个:按位取反和按位异或。 在实际的工作中,通常会有一些状态需要表示。我们这些状态又想节约一点空间。于是我们选择了用一个32位的无符号整数来存放 这些状态。比如:在游戏里面,某个玩家的一些状态也就是我们经常说的BUFF,比如:持续加血,持续加蓝,持续加体力,经脉受伤,被点穴等等。 于是我们就有一个枚举:

// 最多可以写32个状态,已经足够了。为什么是32,因为一个32位整数来存放的。

状态数据就定义好了,那么我们来使用它:

首先我们将定义的状态设置成无状态。也就是等于0。

然后,假如我们吃了一瓶子药品,我们这瓶药是用于持续加血的,因此我们就将状态设置成加血:

假如我要同时加上几个状态的话。那么:

注意这里是|=,而不是=。因为我们不能将之前加好的EPST_ADDHP状态给抹掉了。因此要用或运算。 然后我们又有逻辑是用于判断我的状态里面是不是有加蓝的状态,用于如果有,我们就不能再吃蓝药了。我们就可以:

// 不能再吃蓝药啦。。

到这里,我们又想到了。当我的蓝药持续加蓝完成后,我们应该要清除这个状态。否则就没办法再吃蓝药了。因为我们上边有检查。那我们清除状态就可以这样做:

这里用到了~(按位取反)运算。~EPST_ADDMP这样的结果出来我们知道就是除了EPST_ADDMP这一位为0之外其它全部为1.然后和 dwPlayerState进行按位与运算,就会把这一位给清除掉。而不影响到其它位。

这样和dwPlayerState相与,dwPlayerState中除了第二位以外的状态,只要存在(为1)就被保留下来了。第二位不管 dwPlayerState中是什么,都会被清零了。就可以起到清除状态的效果了。
上面的清除几个状态也是一个道理,只不过是先将要清除的状态按位或到一起,然后统一清除。大家可以试着谢谢二进制的变化。
到这里,大家应该清楚按位取反的原理和一些用法了吧。

那么就上面的问题,我们再来看看按位异或。

比如我要给dwPlayerState翻转两个状态,可以用异或:

上面进行异或后,很明显:

异或还有另外一个性质是:两次异或就能还原回来。

因此就此性质,我们又可以做一个不需要第三方变量,交换两个变量的值了:

明白其中的道理了吗?其中还有个加减法的版本:

 

看到这两个版本是不是很惊讶?上面的异或版本后面的以后运算满足交换律,下面的减法不能交换。那么:

问题三:异或和减法的联系和区别何在?

// 将最右侧为1的一位给置0。x 结果位4。如果x为0,则结果为0。 利用这个性质,我们可以求一个整数中有多少位为1。

这样便能得到多少个1,要得到多少个0就简单了撒: sizeof( x ) * 8 - count。原理不用说吧。

还有很多用法,比如看一个无符号整数是否为奇数,析出最右侧一位为0的那一位,析出最右侧一位为1的那一位等等。 这里就不多介绍了。大家可以结合者上面的例子扩展思路。

《C语言程序设计》复习题(专升本)

1、关系操作的特点是操作。

2、按照软件测试的一般步骤,集成测试应在测试之后进行。

3、软件工程三要素包括方法、工具和过程,其中,支持软件开发的各个环节的控制和管理。

4、E-mail地址由用户和域名两部分组成,这两部分的分隔符为。

5、在二维表中,元组的不能再分成更小的数据项。

6、设变量a和b已正确定义并赋初值。请写出与a-=a+b等价的赋值表达式。

7、在DOS环境下,表示打印机的设备文件名为。

8、数据的逻辑结构有线性结构和两大类。

9、顺序存储方法是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置的存储单元中。

10、一个类可以从直接或间接的祖先中继承所有属性和方法。采用这个方法提高了软件的。

11.是C程序的基本单位,一个C程序总是从开始执行。

12.C语言规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成,且第一个字符必须为字母或。

13.著名计算机科学家沃思提出的一个公式:数据结构+=程序

15.下列程序段的输出结果是______。

16.下列程序段的输出结果是_____。

17.下列程序段的输出结果是_____。

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