Q1:

預處理器 (Preprocessor),用預處理指令 #define 宣告一個常數,用以表示 1 年中有多少秒 (忽略閏年問題)。


ANS:
#define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL

測試目的:
1.#define 語法的基本知識 。
2.預處理器將為你計算常數表達式的值。
3.意識到這個表達式將使一個 16 位元的機器產生整數型溢位,因此要用到長整型符號 L,告訴編譯器這個常數是的長整型數。
4.表達式中用到 UL (表示無符號長整型)。
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Q2:
巨集 (Macro),寫一個「標準」巨集 MIN ,這個巨集輸入兩個參數並回傳較小的一個。

ANS:
#define MIN(A, B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))

測試目的︰
1.#define 在巨集中應用的基本知識,在 inline 運算子變為標準 C 的一部分之前,巨集是方便產生行內程式碼的唯一方法。對於嵌入式系統來說,為了能達到要求的性能,巨集程式碼經常是必須的方法。
2.三元運算子的知識。
3.在巨集中小心地把參數用括號括起來。
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Q3:
預處理器標識 #error 的作用是什麼?

ANS:
#error directive emits a user-specified error message at compile time and then terminates the compilation."> #error 指示詞會在編譯時期發出使用者指定的錯誤訊息並結束編輯。

測試目的︰
1.測驗應試者對於冷僻的知識是否有了解。
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Q4:
無窮迴圈 (Infinite loops),嵌入式系統中經常要用到無窮迴圈,怎麼樣用 C 編寫無窮迴圈呢?

ANS:
A1.while(1){ ... }
A2.for(;;){ ...}
A3.goto︰... Loop:... goto Loop;

測試目的︰
1.迴圈的基本知識。
2.對於迴圈的中止條件判斷的認識。
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Q5:
數據宣告 (Data declarations),用變數 a 給出下面的定義:
Q1.一個整型數 (An integer)
Q2.一個指向整數的指標 (A pointer to an integer)
Q3.一個指向指標的指標,它指向的指標是指向一個整型數 (A pointer to a pointer to an integer)
Q4.一個有 10 個整數型的陣列 (An array of 10 integers)
Q5.一個有 10 個指標的陣列,該指標是指向一個整數型的 (An array of 10 pointers to integers)
Q6.一個指向有 10 個整數型陣列的指標 (A pointer to an array of 10 integers)
Q7.一個指向函式的指標,該函式有一個整數型參數並回傳一個整數(A pointer to afunction that takes an integer as an argument and returns an integer)
Q8.一個有 10 個指標的陣列,該指標指向一個函式,該函式有一個整數型參數並回傳一個整數(An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer)

ANS:
A1.int a; // An integer
A2.int *a; // A pointer to an integer
A3.int **a; // A pointer to a pointer to an integer
A4.int a[10]; // An array of 10 integers
A5.int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers
A6.int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers
A7.int (*a)(int); // A pointer to a function a that takes an integer argument and returns an integer
A8.int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions that take an integer argument and return an integer

測試目的︰
1.參數宣告的基本知識。
2.指標的應用。
3.函式指標的應用。
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Q6:
關鍵字 static 的作用是什麼?

ANS:
A1.在函式內 (in Function Block),一個被宣告為靜態的變數,在這一函數被呼叫過程中維持其值不變。
A2.在一個 Block (ie. {...} ) 內 (但在函式外),一個被宣告為靜態的變數可以被 Block 內所有的函式存取,但不能被 Block 外的其它函式存取,它是一個區域的全域變數。
A3.在 Block 內,一個被宣告為靜態的函式,只可被這 Block 內的其它函式呼叫。

測驗目的:
1.靜態變數的宣告。
2.靜態函式的宣告及使用。
3.本地化資料和程式碼範圍的好處和重要性。
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Q7:
關鍵字 const 在下列式子中具備甚麼含意?
Q1.const int a;
Q2.int const a;
Q3.const int *a;
Q4.int * const a;
Q5.int const * a const;

ANS:
A1.a 是一個常數型整數。
A2.a 是一個常數型整數。
A3.a 是一個指向常數型整數的指標 (也就是,整型數是不可修改的,但指標可以)。
A4.a 是一個指向整數的常數型指標 (也就是說,指標指向的整數是可以修改的,但指標是不可修改的)。
A5.a 是一個指向常數型整數的常數型指標 (也就是說,指標指向的整數是不可修改的,同時指標也是不可修改的)。

測驗目的:
1.關鍵字 const 的作用是給閱讀你程式碼的人傳達非常有用的訊息,實際上,宣告一個參數為常量是為了告訴了程式員這個參數的應用目的。
2.透過給編譯器一些附加的訊息,使用關鍵字 const 也許能產生更優化的程式碼。
3.合理地使用關鍵字 const 可以使編譯器很自然地保護那些不希望被改變的參數,防止其被無意的程式碼修改。
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Q8:
關鍵字 volatile 有什麼含意?

ANS:
一個定義為 volatile 的變數,是說這變數可能會被意想不到地改變,這樣,編譯器就不會去假設這個變數的值了。精確地說就是,編譯器在用到這個變數時,必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用保存在暫存器裡的備份。

下面是volatile變量的幾個例子︰
E1.並行設備的硬體暫存器 (如︰狀態暫存器)。
E2.一個中斷服務次程序中會訪問到的非自動變數 (Non-automatic variables)。
E3.多執行緒應用中被多個任務 (task) 共享的變數。

延伸 Question:
Q1.一個參數可以同時是 const 也是 volatile 嗎?
Q2.一個指標可以是 volatile 嗎?
Q3.下面的函式有什麼錯誤?
int square (volatile int *ptr)
{
return *ptr * *ptr;
}

ANS:
A1.Yes (ex:唯讀的狀態暫存器,它是 volatile 因為它可能被意想不到地改變,它是 const 因為程式不應該試圖去修改它)。
A2.Yes (ex:一個執行中的次程序修改一個指向一個 buffer 的指標時)。
A3.這段程式碼的目的是用來返指標 *ptr 指向值的平方,由於 *ptr 指向一個 volatile 型參數,編譯器將產生類似下面的程式碼︰
int square (volatile int *ptr)
{
int a, b;
a = *ptr;
b = *ptr;

return a * b;
}

由於 *ptr 的值可能被意想不到地改變,因此 a 和 b 可能是不同的值。結果,這段程式碼可能返回不是你所期望的平方值。

正確的程式碼如下︰
long square (volatile int *ptr)
{
int a;
a = *ptr;

return a * a;
}
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Q9:
位元操作 (Bit Manipulation),給定一個整型變量 a,寫兩段程式碼,第一個設置 a 的 bit 3,第二個清除 a 的 bit 3,在以上兩個操作中,要保持其它位不變。

ANS:
#define BIT3 (0x1 << 3)

void set_bit3 (void)
{
a |= BIT3;
}

void clear_bit3 (void)
{
a &= ~BIT3;
}

測驗目的:
1.位元運算,= 和 &=~ 操作。
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Q10:
存取固定的記憶體位置 (Accessing fixed memory locations),設定一個絕對位址為 0x67a9 的整數型變數的值為 0xaa55,編譯器是一個純粹的 ANSI 編譯器。

ANS:
A1.
int *ptr;
ptr = (int *)0x67a9;
*ptr = 0xaa55;

A2.
*(int * const)(0x67a9) = 0xaa55;

測驗目的:
1.為了存取絕對位址把一個整數型強制轉型 (typecast) 為指標是合法的。
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Q11:
中斷 (Interrupts),下面的程式碼使用了 __interrupt 關鍵字去定義了一個中斷服務次程序(ISR),請評論一下這段程式碼的錯誤。

__interrupt double compute_area(double radius)
{
double area = PI * radius * radius;
printf("\nArea = %f", area);

return area;
}

ANS:
A1.ISR 不能回傳一個值。
A2.ISR 不能傳遞參數。
A3.有些處理器/ 編譯器就是不允許在 ISR 中做浮點運算。
A4.ISR 應該是短而有效率的,在 ISR 中做浮點運算是不明智的。
A5.printf() 經常有 I/O 和性能上的問題。
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Q12:
程式碼例子 (Code examples),下面的程式碼輸出是什麼?

void foo(void)
{
unsigned int a = 6;
int b = -20;
(a+b > 6) ? puts("> 6") : puts("<= 6") ;
}

ANS:
">6"

測驗目的:
1.是否懂得 C 語言中的整數自動轉型原則
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Q13:
評價下面的程式碼片斷。

unsigned int zero = 0;
unsigned int compzero = 0xFFFF; /* 1's complement of zero */

ANS:
對於一個 int 型不是 16 位的處理器為說,上面的程式碼是不正確的,應編寫如下︰
unsigned int compzero = ~0;

測驗目的:
1.是否懂得編譯器資料長度的重要性
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Q14:
動態記憶體分發 (Dynamic memory allocation)。
Q1.嵌入式系統中,動態分配記憶體可能發生的問題是什麼?
Q2.下面的程式碼片段的輸出是什麼,為什麼?
char *ptr;
if (( ptr = (char *)malloc(0)) == NULL)
puts("Got a null pointer");
else
puts("Got a valid pointer");

ANS:
A1.
1.記憶體的生命週期管理。
2.記憶體不足。

A2.
"Got a valid pointer"

測驗目的:
1.記憶體碎片,碎片收集的問題。
2.變數的生命週期。
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Q15:
Typedef 在 C 語言中頻繁用以宣告一個已經存在的資料型態的同義字,也可以用預處理器做類似的事,例如,思考一下下面的例子︰

#define dPS struct s*
typedef struct s * tPS;

以上兩種情況的意圖都是要定義 dPS 和 tPS 作為一個指向結構 s 指標,哪種方法更好呢?

ANS︰
typedef更好。
dPS p1, p2;
tPS p3, p4;

第一個擴展為 struct s *p1, p2;
上面的程式碼定義 p1 為一個指向結構的指標,p2 為一個實際的結構。

第二個擴展為 struct s *p3, *p4;
第二個例子正確地定義了 p3 和 p4 兩個指標。
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Q16:
艱澀的語法,C語言允許一些令人震驚的結構,下面的結構是合法的嗎,如果是,它做些什麼?
int a = 5, b = 7, c;
c = a+++b;

ANS:
完全合法。
上面的程式碼被處理成︰
c = a++ + b;
因此,這段程式碼執行後:
a = 6, b = 7, c = 12

測驗目的:
1.編譯器如何處理
2.程式碼編寫風格,程式碼的可讀性/ 可修改性
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