题解5道c++面试题第一期(含解题思路、答案解析和实现代码)

本篇文章送上5道c/c++面试题目，并附上答案、解题思路以及扩展知识。

1. 求下面函数的返回值

#include <stdio.h>

int func(int x)
{
    int iCnt = 0;
    while(x)
    {
        iCnt++;
        x = x&(x-1);
    }
    return iCnt;
}

int main()
{
    printf("cnt = %d\n", func(9999));
    return 0;
}

这题问的是函数的返回值，而通过代码我们能看到返回值的多少取决于x什么时候变为0，而x的值又取决于x&(x-1)这个表达式，在c++中有一个规则，凡是看到&或者|这样的符号，那就把它左右两边的值转换为二进制去计算，假设x是7，转换为二进制是00000111,x-1那就是00000110，那x&(x-1)就变成00000110了，再减一个1，变成00000101，那x&(x-1)就是00000100，所以实际上这个表达式每执行一次，二进制就少一个1，这样的话，这篇题目就转换成了，输入的数字转换为二进制有多少个1，那么返回值就是多少。

9999转换为二进制是10011100001111，所以本道题目答案：cnt = 8。

2. 下面的代码输出是什么？

给一段代码，如下：

#include <stdio.h>

void testputs()
{
    unsigned int a = 6;//无符号整型
    int b = (-20);//有符号整型
    (a+b) > 6 ? puts(">6"):puts("<6");
}

int main()
{
    testputs();
    return 0;
}

初一看，6+(-20)应该是-14，那就应该输出<6，但是这么简单的话，就不会有这么一道题了，我们编译后实际上输出了>6的结果，这是为什么呢，因为在c语言中，无符号和有符号进行运算或者比较的时候，都会直接把有符号的转换为无符号，然后再进行运算或者比较。

现在让我们增加一行代码，看看输出结果，如下：

#include <stdio.h>

void testputs()
{
    unsigned int a = 6;
    int b = (-20);
    (a+b) > 6 ? puts(">6"):puts("<6");
    printf("%u\n", b);//%u输出无符号整型
}

int main()
{
    testputs();
    return 0;
}

编译后输出如下结果：

>6
4294967276

也就是说-20转换为无符号整型以后变成了4294967276，这个数字是怎么来的呢，首先这里涉及到int和unsigned int的取值范围,如下：

int类型取值范围：-2^31~2^31-1；
unsigned int类型取值范围：0~2^32-1;

那有符号转换为无符号是什么样的一个规则呢，有符号的0转换为无符号也是0，然后有符号的-1转换为无符号其实就是unsigned int的最大值2^32-1，也就是4294967295，那-20的话，再减19那就是4294967276，这样就得到了我们先前输出的结果。

当然上面这是字面上的转换规则，还有一种办法，我们可以根据内存的存储二进制去进行计算，本质上这个转换只是转换了类型，但并不会去动内存中存储的内容，那负数是怎么存储的呢，分三步：

首先求出相应正数的二进制；
然后按位取反；
加1；

那么20的二进制是00000000000000000000000000010100，然后按位取反11111111111111111111111111101011，加1以后变成11111111111111111111111111101100，转换为无符号就是：4294967276。

3. 下面代码一共产生多少个进程？

看下面这段代码：

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main()
{
    fork();
    fork()&&fork()||fork();
    fork();
    //while(1);
    return 0;
}

这题的关键有两点：

第一个是要清楚fork函数的作用，fork函数是克隆出一个子进程，并且父进程返回子进程的进程ID，而子进程则返回0，并且在没有判断fork返回值的时候，父子进程共享所有的代码；
第二是要知道符号&&和||的用法，对于&&，如果它左边的表达式值为真，则执行右边的表达式，否则不再执行后面的表达式，而对于||，如果它左边的表达式为真，则右边的表达式不再执行，否则继续执行右边的表达式。

下面我们用一张图来描述一下进程产生的过程：

题解5道c++面试题第一期(含解题思路、答案解析和实现代码)

下面我们用文字对图进行解说，如下：

1号进程是main函数产生的；
调用第一个fork函数以后，产生了2号进程；
此时已经存在1号进程和2号进程，然后他们都调用第二个fork函数，那就产生了3号进程和4号进程，此时对于fork函数返回值，1号进程返回了3号进程的id，2号进程返回了4号进程的id，而3号进程和4号进程都返回0；
根据上面说的，对于&&，只有左边值不为0，才会继续调用，所以只有1号进程和2号进程调用了第三个fork进程，分别产生了5号进程和6号进程，此时对于fork函数返回值，1号进程返回5号进程id，2号进程返回6号进程id，5号进程和6号进程都返回0；
接下来是符号||，它左边为假，才会执行右边的表达式，而||的左边是fork()&&fork()，所以只要第二个fork函数和第三个fork函数的调用有任意一个返回值为0，它都要执行第四个fork函数，而根据上面的第二点和第三点，3、4、5、6这四个进程都要执行第四个fork函数，继而产生了7、8、9、10这四个进程；
最后的第五个fork函数调用没有条件，所有现有的10个进程都要调用一次fork函数，最后就变成了20个进程。

所以答案是：20，我们可以把代码里面的while循环注释放开，然后查看进程数量，就是20个进程。

4. 下面的代码输出什么？

代码如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    char *szName = "shengzhenjiayou";
    printf("%s %5.3s %3.5s %3.4s\n", szName, szName, szName, "aa");
    return 0;
}

先看输出结果：shengzhenjiayou she sheng aa

这就很疑惑了，很多时候我们只有在输出浮点数的时候格式里面才会带小数点，这里输出字符串带小数点是什么意思呢？

其实这里%5.3s这样的格式，小数点前面的表示至少要输出的总宽度(其实就是对齐宽度)，小数点后面的表示从左边开始字符串输出的最大宽度，所以%5.3s输出了' she'这样的数据，它总共输出5列，但只取字符串前面3列，不足的部分补空格，之所以空格在左边，那是因为默认是右对齐的，那如果是%-5.3s这样的，就会变成左对齐。

得出结论如下：对于%5.3s这样的格式而言，小数点前面的表示最少要输出这个宽度，小数点后面的表示只能从字符串中截取这个宽度的数据，不够也不会进行补充。

5. 一个空类有多大？

首先看一下下面的代码：

#include <iostream>

class A
{
};

int main()
{
    printf("sizeof(A)=%d\n", sizeof(A));
    return 0;
}

输出结果如下：sizeof(A)=1

这题一般不了解的人就会很疑惑，我们一般计算一个类占用多大空间，其实就是计算它的成员变量所占用的空间，而类A没有任何成员变量，那为什么长度会为1呢。

这是因为c++标准规定，类实例化对象占用内存的大小不能为0，为什么这么规定呢。

我们来看，不论是标准c++类型还是我们自定义的类型(这里剔除包含纯虚函数的类)，它都是可以实例化产生一个变量的，而变量都是要存储在内存中的，如果变量没有大小，是没有存储的，也没有办法获得一个地址，那如果类型A实例化了很多对象，没有地址的话，我们就没有办法区分各个对象了，所以编译器才会给空类一个字节的空间，这样我们每一个对象都会拥有一个独一无二的地址。

这里延伸一下，空类大小是1，那空结构体呢，基于以上同样的原因，空结构体实际上也是1。

本篇是c/c++题解第一期，后续会不定期发布更多的题解，如果文章对你有用，麻烦分享和再看哦！