C语言经典面试题目（十五）

1、如何在C语言中实现堆数据结构？

在C语言中，可以通过动态内存分配来实现堆数据结构。一种常见的方式是使用数组来表示堆，并使用堆的性质来维护数组的结构。以下是一个简单的堆数据结构的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define MAX_HEAP_SIZE 100typedef struct {int *elements;int size;int capacity;
} Heap;Heap *createHeap(int capacity) {Heap *heap = (Heap *)malloc(sizeof(Heap));heap->elements = (int *)malloc(sizeof(int) * (capacity + 1));heap->size = 0;heap->capacity = capacity;return heap;
}void swap(int *a, int *b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}void heapifyUp(Heap *heap, int index) {while (index > 1 && heap->elements[index] > heap->elements[index / 2]) {swap(&heap->elements[index], &heap->elements[index / 2]);index /= 2;}
}void heapifyDown(Heap *heap, int index) {int largest = index;int left = 2 * index;int right = 2 * index + 1;if (left <= heap->size && heap->elements[left] > heap->elements[largest]) {largest = left;}if (right <= heap->size && heap->elements[right] > heap->elements[largest]) {largest = right;}if (largest != index) {swap(&heap->elements[index], &heap->elements[largest]);heapifyDown(heap, largest);}
}void insert(Heap *heap, int value) {if (heap->size >= heap->capacity) {printf("Heap is full\n");return;}heap->elements[++(heap->size)] = value;heapifyUp(heap, heap->size);
}int removeMax(Heap *heap) {if (heap->size == 0) {printf("Heap is empty\n");return -1;}int maxValue = heap->elements[1];heap->elements[1] = heap->elements[heap->size--];heapifyDown(heap, 1);return maxValue;
}void printHeap(Heap *heap) {for (int i = 1; i <= heap->size; i++) {printf("%d ", heap->elements[i]);}printf("\n");
}int main() {Heap *heap = createHeap(MAX_HEAP_SIZE);insert(heap, 10);insert(heap, 5);insert(heap, 15);insert(heap, 20);printHeap(heap); // 输出：20 10 15 5printf("Max value removed: %d\n", removeMax(heap)); // 输出：Max value removed: 20printHeap(heap); // 输出：15 10 5return 0;
}

2、C语言中的标准输入输出函数有哪些？请列举几个常用的标准输入输出函数。

C语言中常用的标准输入输出函数包括：

printf：用于向标准输出流（stdout）打印输出。
scanf：用于从标准输入流（stdin）读取输入。
getchar：用于从标准输入流中读取一个字符。
putchar：用于向标准输出流中输出一个字符。
gets：用于从标准输入流中读取一行字符串。
puts：用于向标准输出流中输出一行字符串。

3、C语言中的函数调用过程是怎样的？请解释函数调用栈的作用。

函数调用过程是指在程序执行过程中，函数被调用时所发生的一系列操作，包括参数传递、栈帧的创建、函数执行和返回值的传递等。

函数调用栈是用来管理函数调用过程的数据结构，通常是一个后进先出（LIFO）的栈。每次函数调用时，会在栈上创建一个新的栈帧（activation record），用于存储函数的局部变量、参数值和返回地址等信息。当函数执行完毕时，对应的栈帧会被弹出，控制权返回到调用函数处。

函数调用栈的作用包括：

存储函数调用的信息：每次函数调用时，函数的相关信息会被存储在栈帧中，包括参数值、局部变量、返回地址等。
管理函数的执行顺序：函数调用栈按照后进先出的顺序管理函数的调用顺序，保证函数执行的顺序正确。
支持递归调用：函数调用栈的特性使得递归函数调用成为可能，每次递归调用都会在栈上创建一个新的栈帧。

4、如何在C语言中实现动态数组数据结构？

在C语言中，可以通过动态内存分配来实现动态数组。一种常见的方式是使用指针和malloc函数来动态分配内存，并使用realloc函数来调整数组大小。以下是一个简单的动态数组的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define INITIAL_CAPACITY 10typedef struct {int *array;int size;int capacity;
} DynamicArray;DynamicArray *createDynamicArray() {DynamicArray *dynArray = (DynamicArray *)malloc(sizeof(DynamicArray));dynArray->array = (int *)malloc(sizeof(int) * INITIAL_CAPACITY);dynArray->size = 0;dynArray->capacity = INITIAL_CAPACITY;return dynArray;
}void resize(DynamicArray *dynArray, int newCapacity) {dynArray->array = (int *)realloc(dynArray->array, sizeof(int) * newCapacity);dynArray->capacity = newCapacity;
}void append(DynamicArray *dynArray, int value) {if (dynArray->size >= dynArray->capacity) {resize(dynArray, dynArray->capacity * 2);}dynArray->array[dynArray->size++] = value;
}void printDynamicArray(DynamicArray *dynArray) {for (int i = 0; i < dynArray->size; i++) {printf("%d ", dynArray->array[i]);}printf("\n");
}int main() {DynamicArray *dynArray = createDynamicArray();for (int i = 0; i < 20; i++) {append(dynArray, i);}printDynamicArray(dynArray); // 输出：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19free(dynArray->array);free(dynArray);return 0;
}

5、C语言中的信号处理函数有哪些？请列举几个常用的信号处理函数。

C语言中常用的信号处理函数包括：

signal：用于设置信号的处理函数。
kill：向指定进程发送信号。
raise：向当前进程发送信号。
abort：向当前进程发送SIGABRT信号，导致程序异常终止。

以下是一个简单的示例，演示了如何使用signal函数设置信号的处理函数：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>void signalHandler(int signum) {printf("Received signal %d\n", signum);
}int main() {signal(SIGINT, signalHandler); // 设置SIGINT信号的处理函数为signalHandlerprintf("Waiting for SIGINT signal...\n");while (1) {// 死循环等待信号}return 0;
}