嵌入式开发常考 C 语言面试题

在嵌入式开发中，C 语言仍然是最核心的编程语言。面试中不仅考察对语法的掌握，更注重对底层机制、内存管理和硬件相关特性的理解。下面整理了一份详细的 嵌入式 C 语言常考题目清单，每题附加了考察重点，方便有针对性复习。

一、C 语言基础与数据类型

1. C 语言的基本数据类型及其存储大小描述：要求熟悉 char、short、int、long、float、double 等数据类型的字节占用，并理解在不同平台下可能存在差异。考察重点：数据类型大小、平台相关性、整数溢出。
2. C 语言的指针和指针运算描述：考察指针的定义、取值、解引用、指针加减运算，以及指针与数组的关系。考察重点：内存地址操作、数组与指针的区别、指针运算边界。
3. 指针和常量的组合（如 const int *p、int *const p）描述：考察 const 修饰指针和指针所指对象的区别。考察重点：指针修饰符理解，防止意外修改数据。
4. C 语言的位操作（&、|、^、~、<<、>>）描述：考察使用位运算进行标志位操作、状态寄存器设置、掩码处理。考察重点：嵌入式硬件寄存器操作，性能优化。
5. C 语言中的结构体与联合体区别描述：考察结构体内存布局、对齐方式、联合体共享内存特点。考察重点：内存节省、数据访问方式、类型安全。
6. 枚举类型与宏定义的区别描述：要求理解 enum 的类型安全性、可调试性以及宏定义的简单文本替换。考察重点：代码可读性、可维护性、调试友好性。

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二、内存管理与存储

1. C 语言中的静态存储区、栈、堆的区别描述：考察不同存储区的生命周期、分配方式以及适用场景。考察重点：变量生命周期、函数调用栈、嵌入式资源管理。
2. malloc、free、calloc、realloc 的区别描述：要求了解堆内存动态分配和释放，注意内存泄漏与碎片问题。考察重点：动态内存管理、嵌入式内存约束。
3. 内存对齐与内存填充描述：理解 CPU 访问内存的对齐要求以及结构体填充带来的内存浪费。考察重点：数据对齐、性能优化、节省嵌入式存储。
4. volatile 关键字的作用描述：考察在寄存器访问、IO 映射、并发变量上的使用场景。考察重点：防止编译器优化、保证硬件寄存器正确读取。
5. const 和 volatile 的结合使用描述：例如 const volatile int *p，用于只读硬件寄存器。考察重点：嵌入式硬件编程习惯。

三、函数与指针高级

1. 函数指针的定义与使用描述：考察回调函数、状态机实现、驱动接口调用等场景。考察重点：函数指针语法、可扩展性、解耦设计。
2. 递归函数的实现与栈消耗分析描述：考察递归在嵌入式系统中的风险以及优化方式（如尾递归）。考察重点：栈空间控制、函数调用开销。
3. 指针数组与数组指针的区别描述：常考语法陷阱，容易混淆 int *arr[10] 和 int (*arr)[10]。考察重点：指针类型理解、数组访问方式。
4. 传值和传指针（传引用）在函数调用中的区别描述：理解 C 语言没有真正的引用，传递地址的方式。考察重点：函数内修改外部变量、内存效率。

四、嵌入式相关 C 语言特性

1. 位字段（Bit Field）在结构体中的使用描述：用于节省内存表示寄存器位。考察重点：节省存储、硬件寄存器操作。
2. 中断服务函数（ISR）中 C 语言编程注意事项描述：考察全局变量访问、不可阻塞、快速执行等要求。考察重点：中断安全、volatile 使用、原子操作。
3. 寄存器操作宏与内存映射 IO描述：例如 #define GPIOA_ODR *((volatile uint32_t *)0x40020014)。考察重点：硬件访问、指针与宏结合、直接内存操作。
4. 内联函数 (inline) 在嵌入式系统的优势描述：减少函数调用开销，提高性能。考察重点：速度优化、代码大小平衡。
5. 位操作实现状态机或标志控制描述：使用位掩码、位清零、位置位实现事件或状态标志。考察重点：性能优化、嵌入式资源有限时的编码技巧。

五、常见陷阱与优化

1. 未初始化变量的使用风险描述：考察对局部变量、静态变量初始值的理解。考察重点：潜在 bug、程序稳定性。
2. 数组越界访问与指针越界的区别描述：常见错误，容易导致嵌入式系统崩溃。考察重点：安全性、内存保护。
3. 整数溢出与符号扩展问题描述：考察不同整数类型操作结果及隐式类型转换。考察重点：程序正确性、硬件约束。
4. 循环展开和位运算优化性能描述：针对嵌入式系统优化 CPU 使用和存储效率。考察重点：性能优化思路。

嵌入式 C 语言面试不仅仅考语法，更关注底层实现和对硬件的理解。掌握这些题目，可以帮助你在面试中展示对内存、指针、寄存器操作及优化技巧的深刻理解。建议在复习时，多结合源码、开发板实验和调试工具实践，每题都思考实际硬件场景的应用。