CaveOps | Post: C 语言 12 个有趣的面试题

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12个C语言面试题，涉及指针、进程、运算、结构体、函数、内存，看看你能做出几个！

1.gets()函数

问：请找出下面代码里的问题：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char buff[10];
    memset(buff,0,sizeof(buff));
    gets(buff);
    printf("\n The buffer entered is [%s]\n",buff);
    return 0;
}

答：上面代码里的问题在于函数gets()的使用，这个函数从stdin接收一个字符串而不检查它所复制的缓存的容积，这可能会导致缓存溢出。这里推荐使用标准函数fgets()代替。

2.strcpy()函数

问：下面是一个简单的密码保护功能，你能在不知道密码的情况下将其破解吗？

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    int flag = 0;
    char passwd[10];
    memset(passwd,0,sizeof(passwd));
    strcpy(passwd, argv[1]);
    if(0 == strcmp("LinuxGeek", passwd))
    {
        flag = 1;
    }
    if(flag)
    {
        printf("\n Password cracked \n");
    }
    else
    {
        printf("\n Incorrect passwd \n");
    }
    return 0;
}

答：破解上述加密的关键在于利用攻破strcpy()函数的漏洞。所以用户在向"passwd"缓存输入随机密码的时候并没有提前检查"passwd"的容量是否足够。所以，如果用户输入一个足够造成缓存溢出并且重写"flag"变量默认值所存在位置的内存的长"密码"，即使这个密码无法通过验证，flag验证位也变成了非零，也就可以获得被保护的数据了。例如：

$ ./psswd aaaaaaaaaaaaa
Password cracked

虽然上面的密码并不正确，但我们仍然可以通过缓存溢出绕开密码安全保护。

要避免这样的问题，建议使用 strncpy()函数。

作者注：最近的编译器会在内部检测栈溢出的可能，所以这样往栈里存储变量很难出现栈溢出。在我的gcc里默认就是这样，所以我不得不使用编译命令‘-fno-stack-protector’来实现上述方案。

3.main()的返回类型

问：下面的代码能编译通过吗？如果能，它有什么潜在的问题吗？

#include <stdio.h>
void main(void)
{
    char *ptr = (char*)malloc(10);
    if(NULL == ptr)
    {
        printf("\n Malloc failed \n");
        return;
    }
    else
    {
        // Do some processing
        free(ptr);
    }
    return;
}

答：因为main()方法的返回类型，这段代码的错误在大多数编译器里会被当作警告。main()的返回类型应该是"int"而不是"void"。因为"int"返回类型会让程序返回状态值。这点非常重要，特别当程序是作为依赖于程序成功运行的脚本的一部分运行时。

4.内存泄露

问：下面的代码会导致内存泄漏吗？

#include <stdio.h>
void main(void)
{
    char *ptr = (char*)malloc(10);
    if(NULL == ptr)
    {
        printf("\n Malloc failed \n");
        return;
    }
    else
    {
        // Do some processing
    }
    return;
}

答：尽管上面的代码并没有释放分配给"ptr"的内存，但并不会在程序退出后导致内存泄漏。在程序结束后，所有这个程序分配的内存都会自动被处理掉。但如果上面的代码处于一个"while循环"中，那将会导致严重的内存泄漏问题！

提示：如果你想知道更多关于内存泄漏的知识和内存泄漏检测工具，可以来看看我们在Valgrind上的文章。

5.free()函数

问：下面的程序会在用户输入’freeze’的时候出问题，而’zebra’则不会，为什么？

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    char *ptr = (char*)malloc(10);
    if(NULL == ptr)
    {
        printf("\n Malloc failed \n");
        return -1;
    }
    else if(argc == 1)
    {
        printf("\n Usage  \n");
    }
    else
    {
        memset(ptr, 0, 10);
        strncpy(ptr, argv[1], 9);
        while(*ptr != 'z')
        {
            if(*ptr == '')
                break;
            else
                ptr++;
        }
        if(*ptr == 'z')
        {
            printf("\n String contains 'z'\n");
            // Do some more processing
        }
       free(ptr);
    }
    return 0;
}

答：这里的问题在于，代码会 (通过增加"ptr") 修改while循环里"ptr"存储的地址。当输入"zebra"时，while循环会在执行前被终止，因此传给free()的变量就是传给malloc()的地址。但在"freeze"时，"ptr"存储的地址会在while循环里被修改，因此导致传给free()的地址出错，也就导致了seg-fault或者崩溃。

6.使用_exit退出

问：在下面的代码中，atexit()并没有被调用，为什么？

#include <stdio.h>
void func(void)
{
    printf("\n Cleanup function called \n");
    return;
}
int main(void)
{
    int i = 0;
    atexit(func);
    for(;i<0xffffff;i++);
    _exit(0);
}

这是因为_exit()函数的使用，该函数并没有调用atexit()等函数清理。如果使用atexit()就应当使用exit()或者"return"与之相配合。

7.void*和C结构体

问：你能设计一个能接受任何类型的参数并返回interger (整数) 结果的函数吗？

答：int func(void *ptr)

如果这个函数的参数超过一个，那么这个函数应该由一个结构体来调用，这个结构体可以由需要传递参数来填充。

8.*和++操作

问：下面的操作会输出什么？为什么？

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char *ptr = "Linux";
    printf("\n [%c] \n",*ptr++);
    printf("\n [%c] \n",*ptr);
    return 0;
}

答：输出结果应该是这样：

[L]
[i]

因为"++"和""的优先权一样，所以"ptr++"相当于"(ptr++)"。即应该先执行ptr++，然后才是ptr，所以操作结果是"L"。第二个结果是"i"。

9.问：修改代码片段 (或者只读代码)

问：下面的代码段有错，你能指出来吗？

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char *ptr = "Linux";
    *ptr = 'T';
    printf("\n [%s] \n", ptr);
    return 0;
}

答：这是因为，通过*ptr = ‘T’，会改变内存中代码段 (只读代码) "Linux"的第一个字母。这个操作是无效的，因此会造成seg-fault或者崩溃。

10.会改变自己名字的进程

问：你能写出一个在运行时改变自己进程名的程序吗？

答：参见下面这段代码：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    int i = 0;
    char buff[100];
    memset(buff,0,sizeof(buff));
    strncpy(buff, argv[0], sizeof(buff));
    memset(argv[0],0,strlen(buff));
    strncpy(argv[0], "NewName", 7);
    // Simulate a wait. Check the process
    // name at this point.
    for(;i<0xffffffff;i++);
    return 0;
}

11.返回本地变量的地址

问：下面代码有问题吗？如果有，该怎么修改？

#include <stdio.h>
int* inc(int val)
{
  int a = val;
  a++;
  return &a;
}
int main(void)
{
    int a = 10;
    int *val = inc(a);
    printf("\n Incremented value is equal to [%d] \n", *val);
    return 0;
}

答：尽管上面的程序有时候能够正常运行，但是在"inc()"中存在严重的漏洞。这个函数返回本地变量的地址。因为本地变量的生命周期就是"inc()"的生命周期，所以在inc结束后，使用本地变量会发生不好的结果。这可以通过将main()中变量"a"的地址来避免，这样以后还可以修改这个地址存储的值。

12.处理printf()的参数

问：下面代码会输出什么？

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 10, b = 20, c = 30;
    printf("\n %d..%d..%d \n", a+b+c, (b = b*2), (c = c*2));
    return 0;
}

答：输出结果是：110..40..60

这是因为C语言里函数的参数默认是从右往左处理的，输出时是从左往右。