变量命名

在c语言中，我们习惯的变量定义方式为

数据类型+变量名

实际上完整的变量定义方式为：

//存储类型+特征修饰+数据类型+变量名
static volatile int value;

存储类型：决定变量的存储位置
特征修饰：决定变量的特征属性
数据类型：决定变量的存储空间和数据范围
变量名字：决定变量的引用标识

存储类型
auto static extern register (存储类型）决定变量存在什么位置

• 在 C 语言中，“register” 关键字用于建议编译器将变量存储在寄存器中以提高访问速度，但编译器不一定会按照建议执行，并且在现代编译器中该关键字的实际作用有限。而 “extern” 关键字用于声明一个在其他文件中定义的全局变量或函数，其生命周期取决于所关联的全局变量或函数的存储类别（通常为静态存储期或动态存储期）。
• extern告诉编译器不给变量分配空间，意在告诉编译器，其它文件已经定义了变量，只能修饰全局变量，找不到外部变量，直接报错
• 栈是编译器申请，编译器释放
• 堆里没有变量
• register: 寄存器没地址，不能取地址

特征修饰

• const 把一个值的属性改为只读 还是变量，不是常量
• volatile的意思是“易变的”，表示该变量随时都可能改变，因此编译器在编译的时候对该变量的存储操作，不能进行优化，即告诉编译器，每次存取该变量都要从内存中去存取，而不是直接从寄存器之前的备份存取

变量的访问

1.读变量
内存->寄存器（cpu)
2.写变量
寄存器（cpu)->内存

示例

int a,b ; //为a，b申请内存
a=1;  //1->寄存器   寄存器->内存(&a)  
b=a;  //内存(&a) ->寄存器  寄存器->内存(&b)

在计算机工作时，内存的访问速度远不及cpu的处理速度，为了提升计算机的整体性能，在软硬件层面，都有相应的机制去优化内存的访问

• 硬件层面：
  引入高速缓存（Cache)
• 软件层面
  1）编码优化（程序员）
  2）编译优化（编译器）

volatile int a=1,b,c;  //为a,b,c申请内存空间，并初始化a
b=a;  //内存（&a) -> 寄存器  寄存器->内存(&b)
c=a;  //内存（&a) ->寄存器(没加volatile关键字，这一步有可能省略和不省略，加了则一定不能省略)   
      //寄存器->内存(&c)

省略了一步，就是进行了优化，减少了反复的内存读取操作，但是，优化的前提是a的值在赋给b和c中间不能改变，往往，可能产生这种改变的有以下三种方式（因此也是需要Volatile的应用）：

• 中断：中断服务程序若是修改其它程序中的变量
• 多线程：多个线程都要访问的变量
• 硬件寄存器：硬件寄存器的值往往会随着硬件工作状态的变化而改变

面试题

一、static 修饰全局变量和局部变量的不同

静态全局变量（static 修饰的全局变量）：
作用域：只在定义它的源文件内可见，其他源文件无法访问。
生命周期：从程序开始执行到程序结束。
存储位置：静态存储区。
静态局部变量（static 修饰的局部变量）：
作用域：仅在定义它的函数体内可见。
生命周期：从程序开始执行到程序结束，而不是像普通局部变量那样在函数调用结束后就被销毁。
存储位置：静态存储区。

二、static 函数（静态函数）和普通函数的不同

作用域不同：
static 函数：只能在定义它的源文件内被调用，其他源文件无法看到和调用该函数。
普通函数：在整个程序中只要声明后都可以被调用，其作用域通常是整个程序（多个源文件组成的项目中，在声明后可以跨源文件调用）。

三、static 全局变量与普通全局变量的区别

作用域不同：
static 全局变量：只在定义它的源文件内可见。
普通全局变量：在整个程序中可见，多个源文件组成的项目中，在声明后其他源文件也可以通过 extern 关键字访问。
链接属性不同：
static 全局变量具有内部链接属性。
普通全局变量具有外部链接属性。

四、面向过程和面向对象是两种不同的编程范式，区别如下：

设计思想

• 面向过程：以过程（可以理解为步骤或函数）为中心，强调的是解决问题的步骤和流程。把一个大问题分解为多个小问题，通过一个个函数来实现这些小问题，然后按照特定的顺序调用这些函数来解决整个问题。
• 面向对象：以对象为中心，将现实世界中的事物抽象成对象，每个对象具有自己的属性（数据）和行为（方法）。通过对象之间的交互来解决问题。

数据和行为的封装性

• 面向过程：通常数据和操作数据的函数是分离的，缺乏良好的封装性。数据可以被程序的任何部分直接访问和修改，容易导致数据的不一致性和错误。
• 面向对象：强调封装，将数据和操作数据的方法封装在对象中。外部只能通过对象提供的方法来访问和修改对象的内部数据，提高了数据的安全性和一致性。

可维护性和扩展性

• 面向过程：如果程序规模较大，函数之间的调用关系复杂，那么维护和扩展会变得困难。因为一个函数的修改可能会影响到多个其他函数，需要仔细分析整个程序的流程才能确保修改的正确性。
• 面向对象：具有较高的可维护性和扩展性。当需要修改一个对象的行为时，只需要修改该对象对应的类即可，不会影响到其他不相关的对象。同时，可以通过继承和多态等机制方便地扩展现有代码。

代码复用性

• 面向过程：主要通过函数的复用实现代码复用。但函数的复用往往局限于特定的问题领域，复用程度相对较低。
• 面向对象：可以通过类的继承、组合等方式实现更高程度的代码复用。子类可以继承父类的属性和方法，并且可以根据需要进行扩展和修改。同时，可以将多个对象组合成更复杂的对象，提高代码的复用性。

五、C 语言中堆（heap）和栈（stack）的区别

管理方式
栈：由编译器自动管理。当函数被调用时，为函数内的局部变量在栈上分配空间，函数执行结束后，这些空间自动被释放。
堆：由程序员手动管理，使用诸如 malloc、calloc、realloc 等函数进行分配，使用 free 函数进行释放。如果不进行释放，可能会导致内存泄漏。
空间大小
栈：空间通常较小，一般是几兆字节。
堆：空间相对较大，具体大小取决于系统的内存和虚拟内存设置。
增长方向
栈：向低地址方向增长。
堆：向高地址方向增长。
存储内容
栈：主要存储局部变量、函数参数、返回地址等。
堆：用于存储动态分配的数据结构，如动态数组、链表节点等。

六、进程和线程的区别

定义

• 进程：是程序在操作系统中的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位。
• 线程：是进程中的一个执行单元，是操作系统能够进行运算调度的最小单位。

资源占用

• 进程：拥有独立的地址空间、内存、文件描述符等系统资源。
• 线程：共享所属进程的资源，如地址空间、文件描述符等，但每个线程有自己的栈、寄存器等少量私有数据。

切换开销

• 进程切换开销较大，因为需要切换地址空间、刷新内存缓存等操作。
• 线程切换开销较小，因为多个线程共享同一地址空间，不需要切换地址空间等复杂操作。

通信方式

• 进程间通信相对复杂，可以通过管道、消息队列、共享内存、信号量等方式进行通信。
• 线程间通信相对简单，可以直接通过共享内存进行通信，也可以使用互斥锁、条件变量等同步机制进行协调。

七、对 bootloader 的认识及为何需要它才能启动 Linux

认识
Bootloader 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。它的主要作用是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核做好准备。
常见的 bootloader 有 U-Boot、GRUB 等。
为何需要 bootloader 才能启动 Linux

• 硬件初始化：计算机硬件在启动时处于一个未知状态，需要进行初始化才能正常工作。Bootloader 负责初始化 CPU、内存、外设等硬件设备，为操作系统的运行创造条件。
• 加载内核：操作系统内核通常存储在磁盘等存储设备上，需要被加载到内存中才能运行。Bootloader 负责从存储设备中读取内核映像，并将其加载到内存中的特定位置。
• 传递参数：Bootloader 可以将一些启动参数传递给操作系统内核，如内核命令行参数、内存布局等信息，以便内核根据这些参数进行正确的初始化。
• 启动选择：在一些系统中，可能存在多个操作系统或内核版本可供选择。Bootloader 可以提供一个启动菜单，让用户选择要启动的操作系统或内核版本。

八 指针的大小

#include <stdio.h>
int main()
{
	char str1[100];
	printf("sizeof(str1) is %d\n",sizeof(str1));
	void *p=malloc(100);
	printf("sizeof(p) is %d\n",sizeof(p));
 } 

为什么sizeof( p )是8？
在很多现代的系统中，指针的大小通常是固定的，并且取决于系统的架构。
如果是 64 位系统，指针通常占用 8 个字节；如果是 32 位系统，指针通常占用 4 个字节。
在你的例子中，p是一个指向 void类型的指针，在该系统中指针大小为 8 字节，所以 sizeof§ 的结果是 8。这反映了系统在内存寻址时使用的地址空间大小。在 64 位系统中，需要足够的位数来表示更大范围的内存地址，因此指针占用 8 字节。

void Func(char str2[100])
{
    sizeof(str2)=?
 }

在函数Func中，sizeof(str2)的结果取决于编译器和系统架构，但通常情况下，它会是一个指针的大小，而不是数组的实际大小。
这是因为在 C 语言中，当数组作为函数参数传递时，实际上传递的是数组首元素的地址，相当于一个指针。
如果是 64 位系统，指针通常为 8 个字节；如果是 32 位系统，指针通常为 4 个字节。
所以在不知道具体系统架构的情况下，不能确定sizeof(str2)的确切值，但通常不是 100。

9.跑步

某人准备跑20圈来锻炼自己的身体，他准备分多次(>1)跑完，每次都跑正整数圈，然后休息下再继续跑。 为了有效地提高自己的体能，他决定每次跑的圈数都必须比上次跑的多 设第一次圈数不能小于0，那么请问他可以有多少种跑完这 20 圈的方案? 输出方案总数，以及每种方案的排序。（比如1,19/ 1,2,17 都是有效方案）