笔试面试题总结（一）--- 软件开发

1．Huffman编码中的贪心策略，该部分所需要的计算时间。

首先，要理解Huffman编码中那部分用到了贪心算法，贪心的策略，这样才能求所需的计算时间。

哈夫曼编码算法：每次将集合中两个权值最小的二叉树合并成一棵新二叉树，n-1次合并后，成为最终的一棵哈夫曼树。这既是贪心法的思想：从某一个最初状态出发，根据当前的局部最优策略，以满足约束方程为条件，以使目标函数最快（或最慢）为原则，在候选集合中进行一系列的选择，以便尽快构成问题的可行解。

每次求得两个权值最小的两个值，用的算法，网上搜的基本上都是用的堆排序，那么时间复杂度就是O(nlogn).

 

构造哈夫曼编码

哈夫曼提出构造最优前缀码的贪心算法，由此产生的编码方案称为哈夫曼编码。

哈夫曼算法以自底向上的方式构造表示最优前缀码的二叉树T。

算法以|C|个叶结点开始，执行|C|－1次的“合并”运算后产生最终所要求的树T。 

以f为键值的优先队列Q用在贪心选择时有效地确定算法当前要合并的2棵具有最小频率的树。一旦2棵具有最小频率的树合并后，产生一棵新的树，其频率为合并的2棵树的频率之和，并将新树插入优先队列Q。经过n－1次的合并后，优先队列中只剩下一棵树，即所要求的树T。

算法huffmanTree用最小堆实现优先队列Q。初始化优先队列需要O(n)计算时间，由于最小堆的removeMin和put运算均需O(logn)时间，n－1次的合并总共需要O(nlogn)计算时间。因此，关于n个字符的哈夫曼算法的计算时间为O(nlogn) 。

 

2.连通图、连通分量、强连通图、弱连通图

 连通图：在无向图中, 若从顶点v1到顶点v2有路径, 则称顶点v1与v2是连通的。如果图中任意一对顶点都是连通的,则称此图是连通图。

强连通和弱连通的概念只在有向图中存在。

强连通图：在有向图中, 若对于每一对顶点v1和v2, 都存在一条从v1到v2和从v2到v1的路径,则称此图是强连通图。

强连通图只有一个强连通分量，即是其自身；非强连通的有向图有多个强连分量。

单向连通图：如果有向图中，对于任意节点v1和v2，至少存在从v1到v2和从v2到v1的路径中的一条，则原图为单向连通图。

弱连通图：将有向图的所有的有向边替换为无向边，所得到的图称为原图的基图。如果一个有向图的基图是连通图，则有向图是弱连通图。

 

3.一个关于数组与指针的题目

自己有些模糊，因此程序又实现了一下。

问题：定义数组和指针如下 char a[5]={'g','t','r','w','u'};   char *p=a;，如下关于对数组元素的操作是否正确：a[p-a].      printf("%c",a[p-a]); 程序输出：g。即可以正确访问。

 

4.关于switch语句中default语句所放位置的问题。

  switch中的default，一般用在最后，表示非以上的任何情况下而发生的情况，我们一般习惯在他的后面加上个break。但是，如果default不是在最后，  switch还是最后执行default语句，如果default后面带有break，那么程序就会正常跳出switch，否则，程序会继续向后执行switch语句！也就是说，不管default放在什么位置，它总是在最后一个处理，然后继续向下处理！所以，最后的处理办法，避免出现以外结果的最好办法就是每一个case以及default语句都要加一个break!

    

 

5. 操作系统的用户态和内核态

在CPU的所有指令中，有一些指令是非常危险的，如果错用，将导致整个系统崩溃。比如：清内存、设置时钟等。如果所有的程序都能使用这些指令，那么你的系统一天死机n回就不足为奇了。所以，CPU将指令分为特权指令和非特权指令，对于那些危险的指令，只允许操作系统及其相关模块使用，普通的应用程序只能使用那些不会造成灾难的指令。Intel的CPU将特权级别分为4个级别：RING0,RING1,RING2,RING3。

 linux的内核是一个有机的整体。每一个用户进程运行时都好像有一份内核的拷贝，每当用户进程使用系统调用时，都自动地将运行模式从用户级转为内核级，此时进程在内核的地址空间中运行。

当一个任务（进程）执行系统调用而陷入内核代码中执行时，我们就称进程处于内核运行态（或简称为内核态）。此时处理器处于特权级最高的（0级）内核代码中执行。当进程处于内核态时，执行的内核代码会使用当前进程的内核栈。每个进程都有自己的内核栈。在处理器的存储保护中，核心态，或者特权态（与之相对应的是用户态），是操作系统内核所运行的模式。运行在该模式的代码，可以无限制地对系统存储、外部设备进行访问。

当进程在执行用户自己的代码时，则称其处于用户运行态（用户态）。即此时处理器在特权级最低的（3级）用户代码中运行。当正在执行用户程序而突然被中断程序中断时，此时用户程序也可以象征性地称为处于进程的内核态。因为中断处理程序将使用当前进程的内核栈。这与处于内核态的进程的状态有些类似。

 处理器总处于以下状态中的一种：

1、内核态，运行于进程上下文，内核代表进程运行于内核空间；

2、内核态，运行于中断上下文，内核代表硬件运行于内核空间；

3、用户态，运行于用户空间。

 

从用户空间到内核空间有三种触发手段：

 (1).用户空间的应用程序，通过系统调用，进入内核空间。这个时候用户空间的进程要传递很多变量、参数的值给内核，内核态运行的时候也要保存用户进程的一些寄存器值、变量等。所谓的“进程上下文”，可以看作是用户进程传递给内核的这些参数以及内核要保存的那一整套的变量和寄存器值和当时的环境等。

 (2）.硬件通过触发信号，导致内核调用中断处理程序，进入内核空间。这个过程中，硬件的一些变量和参数也要传递给内核，内核通过这些参数进行中断处理。所谓的“中断上下文”，其实也可以看作就是硬件传递过来的这些参数和内核需要保存的一些其他环境（主要是当前被打断执行的进程环境）。

 (3).异常  当CPU在执行运行在用户态下的程序时，发生了某些事先不可知的异常，这时会触发由当前运行进程切换到处理此异常的内核相关程序中，也就转到了内核态，比如缺页异常。

 

6. 抢占式内核和非抢占式内核的区别

内核抢占（可抢占式内核）：
即当进程位于内核空间时，有一个更高优先级的任务出现时，如果当前内核允许抢占，则可以将当前任务挂起，执行优先级更高的进程。
非抢占式内核：
高优先级的进程不能中止正在内核中运行的低优先级的进程而抢占CPU运行。进程一旦处于核心态(例如用户进程执行系统调用)，则除非进程自愿放弃CPU，否则该进程将一直运行下去，直至完成或退出内核。

 

7. 指针函数和函数指针

指针函数是指带指针的函数，即本质是一个函数。函数返回类型是某一类型的指针。

函数指针是指向函数的指针变量，即本质是一个指针变量。

                                                                                

参考文章：

[1].贪心算法           

[2].连通图

[3].switch中的default 

[4].操作系统为什么要分用户态和内核态      

[5].抢占式内核与非抢占式内核的区别      

[6].指针函数与函数指针的区别