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一、简答题
（1）一位老师有2个推理能力很强的学生，他告诉学生他手里有以下的牌：
黑桃：2 ， 5 ， 7 ， 9 ， J ， K
红心：3 ， 4 ， 9 ， J ， K
梅花：5 ， 8 ， 9 ， Q
方块：2 ， 7 ， 8
然后从中拿出一张牌，告诉A这张牌的大小，告诉了B这张牌的花色；
A：我不知道这张是什么牌
B：我就知道你肯定不知道这张是什么牌
A：现在我知道
B：现在我也知道了
请问这张是什么牌？
答：方块8
（2）有11个乒乓球，其中有一个球是伪劣产品并存在质量较轻的问题，现有一个没有砝码的天平，只能称3次把那个假货给称出来。
答：
第一次，天平两端各放5个乒乓球，如果天平平衡，那么剩下的那个就是伪劣产品。
如果不平衡，则将天平较轻那端的5个乒乓球选出来，然后在天平两端各放2个乒乓球，如果天平平衡，那么剩下的那个就是伪劣产品。否则，将天平较轻那端的2个乒乓球选出来，放在天平上重新测量，天平较轻端的那个乒乓球就是伪劣产品。
（3）说明指针与引用的区别。
答：●指针是一个实体，而引用仅是个别名；
●引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；引用“从一而终”，指针可以“见异思迁”；
●引用没有const，指针有const，const的指针不可变；
●引用不能为空，指针可以为空；
●“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小；
●指针和引用的自增(++)运算意义不一样；
●引用是类型安全的，而指针不是 (引用比指针多了类型检查
从内存分配上看：程序为指针变量分配内存区域，而引用不分配内存区域。指针：指向另一个内存空间的变量，我们可以通过它来索引另一个内存空间的内容，本身有自己的内存空间。
（4）列出C++类型转换操作符，并分别举例。
dynamic_cast: 在多态类型转换时使用，用来执行继承体系中"安全的向下转型或跨系转型动作",就是子类对象指针转化为父类对象指针。实现在运行时，并进行运行时检测，如果转换失败，返回值是NULL。
static_cast：与dynamic_cast相反，static_cast是在编译时转换类型的，故称为static_cast，它可以用在值类型转换中
const_cast：一般用于去除const, volatile等修饰属性上.
reinterpret_cast：特意用于底层的强制转型，这个操作符能够在非相关的类型之间转换。操作结果只是简单的从一个指针到别的指针的值的二进制拷贝。在类型之间指向的内容不做任何类型的检查和转换。
（5）写个简单的函数，用于判断CPU的字节序（little endian/big endian）
//若处理器是Big_endian的，则返回0；若是Little_endian的，则返回1。
int checkCPU(void)
{
union
{
int a;
char b;
}c;
c.a = 1;
return (c.b == 1);
}
（6）实现一个128位整数的类，并且完成后面的函数，测试一个数是否为素数。
class int128
{
};
bool isPrime(int128 & number)
{
...
}
答：
#include<bitset>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#include<string>
#include<deque>
using namespace std;
class int128;
void shift(int128 & in,deque<bool> & de);
template<size_t N>
bool operator<(bitset<N> const& b1,bitset<N> const& b2)
{
int i=N;
while( i-- && b1[i]==b2[i] ) { }
return ((-1 == i) ? false : (b1[i]<b2[i]));
}
class int128
{
bitset<128> number;
public:
explicit int128(string str):number(str){}
int128(bitset<128>const& b):number(b){}
int128(int a=0,int b=0,int c=0,int d=0)
{
bitset<32> b1(a),b2(b),b3(c),b4(d);
int i, k=128;
for(i=32; i; number[--k]=b1[--i]) { }
for(i=32; i; number[--k]=b2[--i]) { }
for(i=32; i; number[--k]=b3[--i]) { }
for(i=32; i; number[--k]=b4[--i]) { }
}
bool operator[](size_t i)const
{
return number[i];
}
bitset<128>::reference operator[](size_t i)
{
return number[i];
}
friend bool operator<(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
return i1.number<i2.number;
}
friend int128 operator+(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
if(i1==0)return i2;if(i2==0)return i1;
int128 result;
bitset<2> sum;
for(int i=0;i<128;++i)
{
sum=i1[i]+i2[i]+sum.to_ulong();
result[i]=sum[0];
sum>>=1;
}
return result;
}
friend int128 operator-(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
if(i2==0)
return i1;
int128 result=i1;
for(int i=0;i<128;++i)
{
if(i2[i]==0) {}
else
{
if(result[i]==1)
result[i]=0;
else
{
int k=i;
while(k<128 && result[k]==0)
{
result[k]=1;
++k;
}
if(k!=128)
result[k]=0;
}
}
}
return result;
}
friend int128 operator*(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
if(i1==0 || i2==0)
return int128();
if(i1==1)
return i2;
if(i2==1)
return i1;
int128 acc=int128();
for(int i=0;i<128;++i)
{
if(i2[i]==1)
{
acc=acc+(i1<<i);
}
}
return acc;
}
friend int128 operator/(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
if(i1 < i2)
return int128();
deque<bool> de;
bool flag = 0;
for(int i = 127 ; i >= 0 ; --i)
{
if(flag == 0 && i1[i] == 0) {}
else
{
flag = 1;
de.push_back(i1[i]);
}
}
int128 div = int128();
int128 result = int128();
while(!de.empty())
{
shift(div,de);
if(div < i2)
{
result = result<<1;
}
else
{
result = (result<<1) + int128(0,0,0,1);
div = div - i2;
}
}
return result;
}
friend int128 operator%(int128 const& i1,int128 const& i2)
{
if(i1 < i2)
return i1;
deque<bool> de;
bool flag = 0;
for(int i = 127 ; i >= 0 ; --i)
{
if(flag == 0 && i1[i] == 0) {}
else
{
flag = 1;
de.push_back(i1[i]);
}
}
int128 div = int128();
int128 result = int128();
while(!de.empty())
{
shift(div,de);
if(div < i2)
{
result = result<<1;
}
else
{
result = (result<<1) + int128(0,0,0,1);
div = div - i2;
}
}
return div;
}
friend bool operator==(int128 const& i,int const k)
{
bitset<32> bb(k);
for(int g = 0 ; g < 32 ; ++g)
{
if(i[g] != bb[g])
return 0;
}
return 1;
}
void operator=(bitset<128>const& b)
{
number = b;
}
friend ostream& operator<<(ostream& o,int128 const& i)
{
o<<i.number;
return o;
}
int128 operator<<(size_t step)const
{
return int128(number<<step);
}
unsigned long to_ulong()const
{
return *((unsigned long*)&number);
}
public:
bool ToDecimalStr(std::string &str)
{
str.clear();
char buf[128] = {0};
int128 Radix(0, 0, 0, 10);
for(int128 num = number; !(num == 0); num = num/Radix)
{
if( sprintf_s(buf, 64, "%d", ((int)(num%Radix).to_ulong())) < 0 )
{
return false;
}
str = buf + str;
}
return true;
}
static void Print(int128 & data, bool bEndl = true)
{
string str;
if( data.ToDecimalStr(str) )
{
printf("%s%s", str.c_str(), (bEndl?"
":""));
}
}
};
static int128 const one = int128(0,0,0,1);
template<size_t N>
void add_one(bitset<N>& b)
{
int i = 0;
while(i < N && b[i] == 1)
{
b[i] = 0;
++i;
}
if(i == N)
return;
b[i] = 1;
}
void add_one(int128& k)
{
int i = 0;
while(i < 128 && k[i] == 1)
{
k[i] = 0;
++i;
}
if(i == 128)
return;
k[i] = 1;
}
void shift(int128 & in,deque<bool> & de)
{
if(de.front()==1)
{
de.pop_front();
in=(in<<1)+one;
}
else
{
de.pop_front();
in=in<<1;
}
}
bool IsPrime(int128 const& number)
{
for(int128 i = int128(0,0,0,2) ; i < number ; add_one(i))
{
if(number%i == 0)
return 0;
}
return 1;
}
（7）对二叉树进行排序，排序后的结果为二叉排序树。
二叉排序树又称二叉查找树，它或者是一棵空树，或者是具有下列性质的二叉树：（1）若左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值；（2）若右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值；（3）左、右子树也分别为二叉排序树；
struct STreeNode
{
int key;
STreeNode* left_child;
STreeNode* right_child;
};
//返回值为排序后的根节点
STreeNode* bt2bst(STreeNode* root_node)
{
}
struct STreeNode
{
int key;
STreeNode* left_child;
STreeNode* right_child;
};
void InsertBST(STreeNode* t , int key)
{
if(NULL == t)
{
t = new STreeNode;
t->left_child = t->right_child = NULL;
t->key = key;
return;
}
if(key < t->key)
InsertBST(t->left_child , key);
else
InsertBST(t->right_child , key );
}
//先序遍历树并插入建立排序树
void PreOrder(STreeNode* t , STreeNode* tBST)
{
if(NULL != t)
{
InsertBST(tBST , t->key);
PreOrder(t->left_child , tBST);
PreOrder(t->right_child , tBST);
}
}
//目标函数
STreeNode* bt2bst(STreeNode* root_node)
{
STreeNode* bstTreeRoot = NULL;
PreOrder(root_node , bstTreeRoot);
return bstTreeRoot;
}
二、扩展题
（1）列出几种你了解的IPC机制。
答：共享内存：是一片指定的物理内存区域，这个区域通常是在存放正常程序数据区域的外面, 它允许两个或多个进程共享一给定的存储区，是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。
信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
套接口（Socket）：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上。
消息队列(MessageQueue)是一个结构化的排序内存段表，这个队列是进程存放或检索数据的地方，是一个消息的链表，可以被多个进程所共享。
（2）列举一种死锁发生的场景，并给出解决方案。
答：最经典的场景就是生产者/消费者，生产者线程生产物品，然后将物品放置在一个空缓冲区中供消费者线程消费。消费者线程从缓冲区中获得物品，然后释放缓冲区。由于生产者/消费者都在操作缓冲区，容易导致死锁的发生。
可以通过添加锁的保护来对缓冲区进行互斥的访问，保证某一时刻只有一个线程对缓冲区进行操作，当缓冲区满的时候，生产者线程就会挂起，同时通知消费者线程。而缓冲区空的时候，消费者线程就会挂起，同时通知生产者线程。
（3）列举编写一个TCP的服务器端程序可能需要用到的socket API，如果这些API的调用有先后关系，请按先后关系列出。
（4）举例说明什么是MVC。
答：MVC是一个设计模式，它强制性的使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件：模型、视图、控制器。它们各自处理自己的任务。
视图是用户看到并与之交互的界面。对老式的Web应用程序来说，视图就是由HTML元素组成的界面，在新式的Web应用程序中，HTML依旧在视图中扮演着重要的角色，作为视图来讲，它只是作为一种输出数据并允许用户操纵的方式。
模型表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重复性。
控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。所以当单击Web页面中的超链接和发送HTML表单时，控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求，然后用确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。
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