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10道C++輸出易錯筆試題收集

下面這些題目都是我之前准備筆試面試過程中積累的，大部分都是知名公司的筆試題，C++基礎薄弱的很容易栽進去。我從中選了10道簡單的題，C++初學者可以進來挑戰下，C++大牛也可以作為娛樂玩下（比如下面的第6題）。為了便於大家思考，將題目與答案分開，不過無論題目本身如何，我覺得後面的解析過程更值得學習，因為涉及很多我們學習C++過程中必知必會的小知識點。

第一部分：題目

如下函數，在32 bit系統foo(2^31-3)的值是：（）
```
 int foo(int x)
 {
     return x&-x;
 }
```
A：0 B: 1 C: 2 D: 4
運算符優先級
unsigned char i=0x80;
printf("0x%x\n", ~i>>3+1);
輸出什麼？

靜態對象是否調用構造函數？

 #include <iostream>
 using namespace std;

 class A
 {
 public:
     A() { cout << "A's Constructor Called " << endl;  }
 };

 class B
 {
     static A a;
 public:
     B() { cout << "B's Constructor Called " << endl; }
 };

 int main()
 {
     B b;
     return 0;
 }

union問題

 #include <stdio.h>

 union
 {
     int i;
     char x[2];
 }a;
 int main()
 {
     a.x[0] = 10;
     a.x[1] = 1;
     printf("%d",a.i);
     return 0;
 }

下面代碼會報錯嗎？為什麼？

class A {
public:
  int m;
  void print() {  cout << "A\n";  } 
};
A *pa = 0;
pa->print();

下面代碼的輸出是什麼？（非常考基礎水平的一道題）

char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"};  
char **cp[] = { c + 3 , c + 2 , c + 1 , c};  
char ***cpp = cp;  
int main(void)  
{  
 printf("%s",**++cpp);  
 printf("%s",*--*++cpp+3);  
 printf("%s",*cpp[-2]+3);  
 printf("%s\n",cpp[-1][-1]+1);  

 return 0;  
}

結構體

#include <stdio.h>
struct data
{
int a;
unsigned short b;
};
int main(void)
{
data mData;
mData.b = 0x0102;
char *pData = (char *)&mData;
printf("%d %d", sizeof(pData), (int)(*(pData + 4)));
return 0;
}

改變string變量的值？

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void chg_str(string str) {
 str = "ichgit";
}
int main() {
 string s = "sarrr";
 chg_str(s);

 printf("%s\n", s.c_str());
 cout << s << endl;
 return 0;
}

靜態變量的輸出

#include <stdio.h>
int sum(int a) {
 int c = 0;
 static int b = 3; // 只執行一次
 c++;
 b += 2;
 return (a + b + c);
}
int main() {
 int i;
 int a = 2;
 for(i = 0; i < 5; ++i) {
     printf("%d\n", sum(a));
 }
 return 0;
}

返回值加const修飾的必要性
你覺得下面兩種寫法有區別嗎？
```
int GetInt(void) 
const int GetInt(void)
```
如果是下面的呢？其中A 為用戶自定義的數據類型。
```
A GetA(void)
const A GetA(void) 
```

第二部分：答案詳細解析

如下函數，在32 bit系統foo(2^31-3)的值是：
```
 int foo(int x)
 {
     return x&-x;
 }
```
A：0 B: 1 C: 2 D: 4

答案：C
解釋：我只想說注意運算符優先級，注意^是異或而不是冪次方。
運算符優先級
unsigned char i=0x80;
printf("0x%x\n", ~i>>3+1);
輸出什麼？

輸出：0xfffffff7（提示：+的優先級優於>>）
如果將unsigned去掉，則輸出0x7。
靜態對象是否調用構造函數？
```
#include <iostream>
 using namespace std;

 class A
 {
 public:
     A() { cout << "A's Constructor Called " << endl;  }
 };

 class B
 {
     static A a;
 public:
     B() { cout << "B's Constructor Called " << endl; }
 };

 int main()
 {
     B b;
     return 0;
 }
```
輸出：

B's Constructor Called

解釋：上面的程序只是調用了B的構造函數，沒有調用A的構造函數。因為靜態成員變量只是在類中聲明，沒有定義。靜態成員變量必須在類外使用作用域標識符顯式定義。
如果我們沒有顯式定義靜態成員變量a，就試圖訪問它，編譯會出錯，比如下面的程序編譯出錯：
```
#include <iostream>
 using namespace std;

 class A
 {
     int x;
 public:
     A() { cout << "A's constructor called " << endl;  }
 };

 class B
 {
     static A a;
 public:
     B() { cout << "B's constructor called " << endl; }
     static A getA() { return a; }
 };

 int main()
 {
     B b;
     A a = b.getA();
     return 0;
 }
```
輸出：

Compiler Error: undefined reference to `B::a

如果我們加上a的定義，那麼上面的程序可以正常運行，
注意：如果A是個空類，沒有數據成員x，則就算B中的a未定義也還是能運行成功的，即可以訪問A。
```
#include <iostream>
 using namespace std;

 class A
 {
     int x;
 public:
     A() { cout << "A's constructor called " << endl;  }
 };

 class B
 {
     static A a;
 public:
     B() { cout << "B's constructor called " << endl; }
     static A getA() { return a; }
 };

 A B::a;  // definition of a

 int main()
 {
     B b1, b2, b3;
     A a = b1.getA();

     return 0;
 }
```
輸出：

A's constructor called
B's constructor called
B's constructor called
B's constructor called

上面的程序調用B的構造函數3次，但是只調用A的構造函數一次，因為靜態成員變量被所有對象共享，這也是它被稱為類變量的原因。同時，靜態成員變量也可以通過類名直接訪問，比如下面的程序沒有通過任何類對象訪問，只是通過類訪問a。
```
 int main()
 {
     // static member 'a' is accessed without any object of B
     A a = B::getA();

     return 0;
 }
```
輸出：

A's constructor called
union問題
```
#include <stdio.h>

 union
 {
     int i;
     char x[2];
 }a;
 int main()
 {
     a.x[0] = 10;
     a.x[1] = 1;
     printf("%d",a.i);
     return 0;
 }
```
輸出：266，自己畫個內存結構圖就知道了，注意union的存放順序是所有成員都從低地址開始存放。Union的大小為其內部所有變量的最大值，並且按照類型最大值的整數倍進行內存對齊。
下面代碼會報錯嗎？為什麼？
```
class A {
public:
  int m;
  void print() {  cout << "A\n";  } 
};
A *pa = 0;
pa->print();
```
答案：正常輸出。上面的代碼可以這樣理解（這非常重要）：
```
void print(A *this) {  cout << "A\n";  } 
A *pa = 0;
print_A();
```
也就是：並不是類沒有初始化就不能調用類的成員函數，如果成員函數只是簡單的打印個東西，沒有調用類成員啥的就不會報段錯誤。
下面代碼的輸出是什麼？（非常考基礎水平的一道題）
```
char *c[] = {"ENTER","NEW","POINT","FIRST"};  
char **cp[] = { c + 3 , c + 2 , c + 1 , c};  
char ***cpp = cp;  
int main(void)  
{  
 printf("%s",**++cpp);  
 printf("%s",*--*++cpp+3);  
 printf("%s",*cpp[-2]+3);  
 printf("%s\n",cpp[-1][-1]+1);  

 return 0;  
}
```
解答：
c是一個指針數組，每個數組元素都是char*類型的指針，值分別是那些字符串(的首地址)：

c[0] = "ENTER"
c[1] = "NEW"
c[2] = "POINT"
c[3] = "FIRST"

而[]和*是本質一樣的運算，即c[i]=*(c+i)。

c和c+i都是char *[]類型，它可以退化成char **類型，再看cp，它正好是一個char **的數組，來看它的值：

cp[0] = c + 3
cp[1] = c + 2
cp[2] = c + 1
cp[3] = c

引用後就有：cp[0][0]=*(c + 3)=c[3]="FIRST"，以此類推。

cp是char **[]類型，它可以退化成char ***類型，看最後的cpp，它正是char ***類型，它是一個指針變量，和上面兩個不同，上面兩個是數組。

這樣分析過後，下面的解析就一目了然了：
- printf("%s",**++cpp);
  ++cpp的值是cp+1，引用一次後是cp[1]再引用是*cp[1]=c[2]="POINT"，第一句的輸出
- printf("%s",*--*++cpp+3);
  再++cpp的值是cp+2，引用一次是cp[2]=c+1，再對這進行--，減後是c再引用是c[0]="ENTER"再+3，字符串指針指到"ER"，輸出是"ER"
- printf("%s",*cpp[-2]+3);
  這時cpp的值是cp+2，cpp[-2]=*(cpp-2)=*(cp+2-2)=cp[0]=c+3，再引用是c[3]="FIRST",+3 字符串指針指到"ST"，輸出是"ST"
- printf("%s\n",cpp[-1][-1]+1);
  cpp還是cp+2，cpp[-1]=*(cpp-1)=*(cp+2-1)=cp[1]=c+2，再[-1]得*(c+2-1)=c[1]="NEW",+1字符串指針指到"EW"，輸出是"EW"。
結構體
```
#include <stdio.h>
struct data
{
int a;
unsigned short b;
};
int main(void)
{
data mData;
mData.b = 0x0102;
char *pData = (char *)&mData;
printf("%d %d", sizeof(pData), (int)(*(pData + 4)));
return 0;
}
```
輸出：4 2

說明：一般變量都是從高到低分配內存地址，但對於結構體來說，結構體的成員在內存中順序存放，所占內存地址依次增高，第一個成員處於低地址處，最後一個成員處於最高地址處，但結構體成員的內存分配不一定是連續的，編譯器會對其成員變量依據前面介紹的 “對齊”原則進行處理。

補充知識點：

除了棧以外，堆、只讀數據區、全局變量地址增長方向都是從低到高的。

改變string變量的值？

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void chg_str(string str) {
 str = "ichgit";
}
int main() {
 string s = "sarrr";
 chg_str(s);

 printf("%s\n", s.c_str());
 cout << s << endl;
 return 0;
}

輸出：仍為“sarrr”。
解釋：string是傳值參數，不能修改其值。要想改變string變量的值，可以改為傳地址方式：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void chg_str(string *str) {
 *str = "ichgit";
}
int main() {
 string s = "sarrr";
 chg_str(&s);

 printf("%s\n", s.c_str());
 cout << s << endl;
 return 0;
}

靜態變量的輸出
```
#include <stdio.h>
int sum(int a) {
 int c = 0;
 static int b = 3; // 只執行一次
 c++;
 b += 2;
 return (a + b + c);
}
int main() {
 int i;
 int a = 2;
 for(i = 0; i < 5; ++i) {
     printf("%d\n", sum(a));
 }
 return 0;
}
```
輸出：8 10 12 14 16
解釋：存儲在靜態數據區的變量會在程序剛開始運行時就完成初始化，也是唯一的一次初始化，此後該初始化不再執行，相當於一次執行後就作廢，靜態局部變量保存了前次被調用後留下的值。
返回值加const修飾的必要性
你覺得下面兩種寫法有區別嗎？
```
int GetInt(void) 
const int GetInt(void)
```
如果是下面的呢？其中A 為用戶自定義的數據類型。
```
A GetA(void)
const A GetA(void)
```
答案：沒有任何區別。
解釋：如果函數返回值采用“值傳遞方式”，由於函數會把返回值復制到外部臨時的存儲單元中，加const 修飾沒有任何價值。所以，對於值傳遞來說，加const沒有太多意義。
所以：
- 不要把函數int GetInt(void) 寫成const int GetInt(void)。
- 不要把函數A GetA(void) 寫成const A GetA(void)。
在編程中要盡可能多的使用const（比如函數參數采用const&修飾），這樣可以獲得編譯器的幫助，以便寫出健壯性的代碼。

C++ Primer Plus 第6版中文版清晰有書簽PDF+源代碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

讀C++ Primer 之構造函數陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

讀C++ Primer 之智能指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

讀C++ Primer 之句柄類 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

將C語言梳理一下，分布在以下10個章節中：

Linux-C成長之路（一）：Linux下C編程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
Linux-C成長之路（二）：基本數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
Linux-C成長之路（三）：基本IO函數操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
Linux-C成長之路（四）：運算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
Linux-C成長之路（五）：控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
Linux-C成長之路（六）：函數要義 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
Linux-C成長之路（七）：數組與指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
Linux-C成長之路（八）：存儲類，動態內存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
Linux-C成長之路（九）：復合數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
Linux-C成長之路（十）：其他高級議題

上一篇文章： Java編程思想重點筆記（Java開發必看）
下一篇文章：看開源代碼利器—用Graphviz + CodeViz生成C/C++函數調用圖(call graph)

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