C语言八股

### C语言常见面试问题与基础知识点 #### 数据类型的定义与范围 C语言提供了多种基本数据类型，每种数据类型都有其特定的取值范围。以下是常见的几种数据类型及其范围： - `char`：通常占用1字节，取值范围为 -128 到 127 或者 0 到 255（取决于是否有符号）[^1]。 - `short`：通常占用2字节，取值范围为 -32,768 到 32,767。 - `int`：通常是机器字长的一半或一倍，具体依赖于平台，一般为4字节，取值范围为 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。 - `long`：至少占用4字节，在某些平台上可能更大，取值范围为 -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807。 #### 动态内存分配 动态内存分配是C语言的重要特性之一，它允许程序在运行时申请和释放内存资源。常用的函数包括 `malloc()` 和 `free()`。例如，可以通过以下方式创建一个整型数组并为其分配空间： ```c int *ptr = (int *) malloc(sizeof(int) * 10); if (ptr != NULL) { // 使用 ptr 数组 } free(ptr); // 记得释放内存 ``` 上述代码片段展示了如何使用 `malloc()` 函数来分配一块可以存储10个整数的空间，并将其地址赋给指针变量 `ptr`[^3]。 #### 虚函数与多态性 在面向对象编程中，虚函数用于实现多态行为。当基类指针指向派生类对象时，调用虚函数会执行派生类中的重载版本。下面是一个简单的例子说明这一机制： ```cpp class A { public: int a; int b; virtual void f() {} }; class B : public A { public: int x; int y; void f() override {} }; int main() { B b; A* x = &b; x->f(); // 实际上调用了 B::f() return 0; } ``` 在这个例子中，尽管指针 `x` 是基类类型，但由于方法 `f()` 被声明为虚拟函数，最终调用的是派生类 `B` 的实现[^2]。 #### 函数指针数组 C语言支持复杂的函数指针操作，比如构建一个由多个函数组成的数组。这种技术经常应用于事件驱动架构或者状态机设计场景下。如下所示是如何定义这样一个包含十个成员的函数指针数组： ```c // 定义具有相同签名的三个简单测试函数 int add_one(int n) { return n + 1; } int double_value(int n) { return n * 2; } // 创建函数指针数组 typedef int (*FuncPtr)(int); FuncPtr func_array[2]; func_array[0] = add_one; func_array[1] = double_value; for (size_t i = 0; i < 2; ++i) { printf("%d\n", func_array[i](5)); // 输出分别为6和10 } ``` 这里展示了一个简化版的例子，其中只包含了两个函数而非题目提到的十个，但原理完全一致[^4]。 #### GCC编译流程解析 GCC作为GNU Compiler Collection的一部分，负责将源码转化为可执行文件的过程大致可分为四个连续阶段——预处理、编译、汇编以及链接。每一个环节都承担着不同的职责以确保最终产物能够正常运作。 - **预处理**：此步骤涉及头文件引入(`#include`)、宏展开(`#define`)以及其他指令如条件编译等处理工作；同时还会移除所有的注释内容以便后续更高效地读取代码逻辑结构[^5]。 - **编译**：经过前一步骤之后得到清理后的纯文本形式输入材料交给这个部分进一步剖析语法树节点关系建立抽象表示层面上的东西出来供下一层次利用之前先做必要的错误检测修正动作再继续往下走直到生成对应的中间装配级描述文档为止。 - **汇编**：把上一层产生的汇编码翻译成为具体的二进制目标格式文件(.o)，这些低级别的比特串可以直接被加载到处理器寄存器里去执行相应的命令序列。 - **链接**：最后收集所有单独的目标模块再加上外部共享库的支持共同组装形成完整的应用程序镜像可供操作系统调度运行起来完成预定功能需求。 --- ###