突破编程_C++_面试（基础知识（3））

面试题5：函数调用的过程

C++ 中函数的调用包含参数入栈、函数跳转、保护现场、回复现场等过程，重点过程如下：
（1）将函数的参数压入栈中，从右至左压入。
（2）调用函数时，将当前程序的执行位置（即返回地址）压入栈中。
（3）将函数的栈帧（也称为活动记录）压入栈中。栈帧包含了函数的局部变量、函数返回值、函数的上一级调用者的栈帧指针等信息。
（4）执行函数体内的语句，包括局部变量的声明和初始化、函数体语句的执行等。
（5）函数执行完毕后，将函数的返回值保存在寄存器中（或者栈中）。
（6）弹出函数的栈帧，并将返回值传递给上一级函数。
（7）将返回地址弹出栈中，程序跳转到该地址继续执行。
以如下代码为例（ 64 位程序）：

#include 

int add(int a, int b)
{
	int sum = a + b;
	return sum;
}

int main()
{
	int sum = add(1, 2);

	return 0;
}

首先给 main() 函数的第一行 int sum = add(1, 2); 打上断点，调试运行程序。
程序暂停后，查看当前汇编代码（ VS2017 查看方法：右击当前代码页，选择转到反汇编）：

int main()
{
00007FF67D8AA630  push        rbp  
00007FF67D8AA632  push        rdi  
00007FF67D8AA633  sub         rsp,108h  
00007FF67D8AA63A  lea         rbp,[rsp+20h]  
00007FF67D8AA63F  mov         rdi,rsp  
00007FF67D8AA642  mov         ecx,42h  
00007FF67D8AA647  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00007FF67D8AA64C  rep stos    dword ptr [rdi]  
00007FF67D8AA64E  lea         rcx,[__81FC6F77_main2@cpp (07FF67D9E41D7h)]  
00007FF67D8AA655  call        __CheckForDebuggerJustMyCode (07FF67D874108h)  
	int sum = add(1, 2);
00007FF67D8AA65A  mov         edx,2  
00007FF67D8AA65F  mov         ecx,1  
00007FF67D8AA664  call        add (07FF67D87584Bh)  
00007FF67D8AA669  mov         dword ptr [sum],eax  

	return 0;
00007FF67D8AA66C  xor         eax,eax  
}

在汇编代码中，程序暂停在第 14 行（00007FF67D8AA65A mov edx,2）。后面的两行是传入参数的过程，其中，edx是数据寄存器，常用于存储一些大于 AX 寄存器的 16 位数和 32 位数的运算中的高位数。在函数调用中， edx 寄存器用于存储第一个参数值。ecx是计数寄存器，常用于存储循环计数器和移位操作的计数器。在函数调用中， ecx 寄存器用于存储第二个参数值。通过这两行传入的值可以看出，调用函数时，参数入栈时从右往左。
汇编行00007FF67D8AA664 call add (07FF67D87584Bh)用于跳转到待调用的函数内，但这里需要注意的是，地址07FF67D87584Bh并不是待调用的函数的地址，该代码会执行到下面这一行：

00007FF67D87584B  jmp         add (07FF67D8AA5C0h)  

这里的地址07FF67D8AA5C0h才是真正待调用函数的地址。下面即进入被调用函数内部：

int add(int a, int b)
{
00007FF67D8AA5C0  mov         dword ptr [rsp+10h],edx  
00007FF67D8AA5C4  mov         dword ptr [rsp+8],ecx  
00007FF67D8AA5C8  push        rbp  
00007FF67D8AA5C9  push        rdi  
00007FF67D8AA5CA  sub         rsp,108h  
00007FF67D8AA5D1  lea         rbp,[rsp+20h]  
00007FF67D8AA5D6  mov         rdi,rsp  
00007FF67D8AA5D9  mov         ecx,42h  
00007FF67D8AA5DE  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00007FF67D8AA5E3  rep stos    dword ptr [rdi]  
00007FF67D8AA5E5  mov         ecx,dword ptr [rsp+128h]  
00007FF67D8AA5EC  lea         rcx,[__81FC6F77_main2@cpp (07FF67D9E41D7h)]  
00007FF67D8AA5F3  call        __CheckForDebuggerJustMyCode (07FF67D874108h)  
	int sum = a + b;
00007FF67D8AA5F8  mov         eax,dword ptr [b]  
00007FF67D8AA5FE  mov         ecx,dword ptr [a]  
00007FF67D8AA604  add         ecx,eax  
00007FF67D8AA606  mov         eax,ecx  
00007FF67D8AA608  mov         dword ptr [sum],eax  
	return sum;
00007FF67D8AA60B  mov         eax,dword ptr [sum]  
}

这段汇编代码的第 2 行到第 15 行之间是对该函数的栈初始化工作，由编译器自动添加。其中 rsp （ 32 位程序中是 esp ） 、rbp （ 32 位程序中是 ebp ）、rdi （ 32 位程序中是 edi ）是常用的寄存器：
rsp 为栈指针，常用来指向栈顶。上面汇编代码中第 6 行00007FF67D8AA5CA sub rsp,108h的意思是将栈顶指针往上移动 108h Byte。这个区域为间隔空间，将被调用的 add 函数与 main 函数的栈区域隔开一段距离，同时还要预留出存储局部变量的内存区域。
rbp 为基址指针，常用来指向栈底。
rdi 为目的变址寄存器。
上面汇编代码的第 17 行到第 21 行之间是进行两数相加的逻辑操作。
执行到第最后一行后打开寄存器查看器（ VS2017 查看方法：调试–>窗口–>寄存器），可以查看到如下值：

RAX = 0000000000000003 RBX = 0000000000000000 RCX = 0000000000000003 RDX = 0000000000000002 RSI = 0000000000000000 RDI = 0000005BD30FFA58 R8  = 0000020993014F70 R9  = 0000005BD30FF954 R10 = 0000000000000013 R11 = 00000209930242E0 R12 = 0000000000000000 R13 = 0000000000000000 R14 = 0000000000000000 R15 = 0000000000000000 RIP = 00007FF67D8AA60B RSP = 0000005BD30FF950 RBP = 0000005BD30FF970 EFL = 00000206 

0x0000005BD30FF974 = 00000003 

查看寄存器 RDI 的内存值（ VS2017 查看方法：调试–>窗口–>内存->内存1）：

0000005bd30ffb78 0000005bd30ffa90 00007ff67d8aa669 00007ff600000001 cccccccc00000002 cccccccccccccccc cccccccccccccccc cccccccccccccccc cccccccccccccccc cccccccccccccccc cccccccccccccccc

其中第三个值 00007ff67d8aa669 是 main 函数中调用该函数后的下一行汇编代码。
至此，整个调用过程结束。

面试题6：怎样判断两个浮点数是否相等

由于浮点数存入时有可能因为四舍五入而造成精度损失，所以两个浮点数直接用==操作符进行比较很可能会得到不符合预期的结果。
浮点数的比较应该使用如下方式：
对于浮点数而言比较合适的精度为：0.000001
对于双精度浮点数而言比较合适的精度为：0.0000000000000001
因此可以定义两个宏：

#define ACCURACY_F 1e-6
#define ACCURACY_D 1e-16

判断浮点数是否等于 0 ：
float 类型：if(fabs(f) <= ACCURACY_F );
double 类型：if(fabs(d) <= ACCURACY_D);
判断两个浮点数是否相等：
float 类型：if(fabs(f1 - f2) <= ACCURACY_F);
double 类型：if(fabs(d1 - d2) <= ACCURACY_D);