2017年9月12日 星期二

面試經驗談 - C 語言篇

年紀一把還要被人確認 C 語言程度實在蠻冏的,不過兩個月沒 coding,程度真的有點下降(拜某幸福企業所賜),只好再進牛棚熱身一下

這邊揀選的題目,是這1、2個月碰到出現率偏高的題目。這些題目相信很多人都看過了,但這邊不但列出所有的解法,而且還附上大量參考資料,夠有誠意吧?

問題 1: 無號整數裡位元 == 1 的個數

解法 1

最基本的解法,沒什麼可以多說的,除非你對 C 語言位移運算很生疏
int bitcount(unsigned int x)
{
    int count, i;
    
    for(i = 0, count = 0; i < 32; ++i)
        if((1<<i) & x)
            ++count;
        
    return count;
}

解法 2

int bitcount(unsigned int x)
{
    int count;

    for(count = 0; x != 0; x &= x - 1)
        ++count;

    return count;
}
解法 2 出自 The C Abswer Book 2nd,也就是 K&R C 2nd 習題 2-9 的解答。這個解法的原理利用最右邊的 bit - 1 時產生的位元變化。首先我們知道:

x = (x - 1) + 1

這邊假設 x 是個只有 4bits 長度的無號整數,x = 1010b:



這代表 x - 1 後,最右端為 0 的位元 0 變 1,最右端為 1 的位元變成 0,則

x &= x - 1 -> x = 1010 & 1001 = 1000

可以清除 x  最右端為 1 的位元。由上面的例子得到 x &= x - 1 得到
x = 1000b,這時候再進行一次 x &= x - 1 效果會更明顯:


按照這個路數,worst case 就是 x 的位元全部等於 1 的情形,但平均起來還是快過解法 1。

解法 3

解法 3 的思路是這樣,首先,假設我們有一個 32bits unsigned int x,x 內容以二進制表示如下:


然後我們把位元倆倆一組,也就是除以 2 分成 16 組,每一組有 2 bits,如果把這兩個 bit 相加,那就可以得到這一組 bit = 1 的個數。我們知道兩個 bit = 1,相加的極大值就是 2,這個和剛好可以放在這 2 bits 裡:


以這個思路再繼續下去,這次分成 8 組(16 / 2 = 8),每一組有 4 bits,每一組左半部與右半部相加極大值為 4,也就是需要用 3 bits 表示,但每一組空間有 4bits,可見得綽綽有餘:


以此類推,最後 x 就會等於 x 中 bit = 1 的個數,需要的運算的次數為 log(32) = 5,說穿了這個技巧就是 divide and conquer。C 語言範例如下:
int bitcount(unsigned int x)
{
    x = (x & 0x55555555) + ((x>>1) & 0x55555555);
    x = (x & 0x33333333) + ((x>>2) & 0x33333333);
    x = (x & 0x0F0F0F0F) + ((x>>4) & 0x0F0F0F0F);
    x = (x & 0x00FF00FF) + ((x>>8) & 0x00FF00FF);
    x = (x & 0x0000FFFF) + ((x>>16) & 0x0000FFFF);
    return x;
}
甚至還可以再進一步簡化:
int bitcount(unsigned int x)
{
    x = x - ((x>>1) & 0x55555555);
    x = (x & 0x33333333) + ((x>>2) & 0x33333333);
    x = (x + (x>>4)) & 0x0F0F0F0F;
    x = x + (x>>8);
    x = x + (x>>16);
    return (x & 0x0000003F);
}
Line#3 運用了下列公式的前兩項:

其餘部份則是應用了進行位移之後與原數相加會不會造成 每組發生 overflow?以 Line#5 來說,4bits 與 4bits 相加,每個 4bits 裡最大為 4,相加最大為 8,所以不會造成 overflow,可以放心進行省略。

解法 3 取自 Hacker's Delight Chapter 5,事實上筆者不建議面試時用這種解法,因為如此炫技的解法,八成會讓不少主管窮追猛打,正所謂作人張揚,木秀於林風必摧之。建議先用解法 1,如果主管追問有沒有更好的作法再慢慢秀出 2 跟 3,敵不動我不動,積蓄力量,後發制人。

如何檢查 linked list 是否存在循環?

筆者最早是在 Expert C Programming 附錄 A 看到這個題目,有興趣的朋友請可以找這本書來看,這邊整理出一些摘要分享給大家:

解法 1

對訪問過的每個元素做標記,直到碰到已經被標記過的元素代表存在循環。

解法 2

把每個訪問過的元素位址存在一個陣列中,每次訪問下一個元素就檢查是否出現在這個陣列中。

解法 3

如果面試官說沒有足夠空間放解法 2 的陣列,那訪問第 n 個元素時就往前檢查 n - 1  個元素。

旋轉一維陣列

簡單來說,就是把陣列分為 a b 兩個部份,a 與 b 交換,得到 b a:


對這一題解法有興趣的朋友可以參考 Programmng Pearls 2nd 專欄 2,大概沒有人可以解釋的比 Jon Bentley 更好了。筆者 n 年前也寫過一篇相關文章,這邊就不重複了。

陷阱題

丟出一段有問題的程式碼,要你把問題找出來。不為何讓我想起有人說過上個世紀是把人訓練成機器,這個世紀是把機器訓練成人,當然你不可以寫  "Do you know cppcheck/oclint/pc-lint/valgrind?",這樣是不會有分數的。

在已經停刊的 RUN!PC 裡有一期王國榮先生有專門做過這個主題。還有一本 WRITING SOLID CODE(中文版: 如何撰寫零錯誤程式,已絕版)也可以找來看看。

這邊推薦一本小冊子 The C Puzzle Book,這本書每一章都是針對 C 某個語法列出一些題目,然後問你輸出是什麼?或者是調整程式的結構,解答非常詳盡。個人認為這本練完也算有小成了,裡面的題目 C 語言初學者來說頗有難度。如果你很想很想去某間必考 C 語言的公司上班,你沒學過 C 語言,這本苦練半個月應該可以提高錄取的機率,不過講到這裡筆者不禁想起最近常讀的一本書「康乃爾最經典的邏輯思考課(HOW WE KNOW WHAT ISN'T SO)」,裡面有提到一則「錯誤共識效應」,指高估他人跟自己具有相同認知與喜好的程度,所以也別過度想像,LinkedIn 老闆講過,員工最好把上班當成軍隊服役。

另類想法

「人多的地方不要去」,或許脫穎而出的方式就是去學一門比較沒那麼熱門的語言,比方說 Go,事實上有些公司正苦於找不到會 Go 的人退而求其次找 C/C++,如果您年紀尚輕可以壓寶看看,也許是片新藍海喔!

10 則留言:

  1. 這些測試,對我這樣只會copy then paste的人,真的很難啊…

    回覆刪除
    回覆
    1. 有人為了應徵某幸福企業,苦練半個月C,所以我想大部分人都可以的,我面試過最難的是趨勢科技,考一些演算法的玩意

      刪除
  2. 看來大師呆過不少大企業

    回覆刪除
    回覆
    1. 別叫我大師拉...面試過不少大企業然後被打槍到是真的XD

      刪除
    2. 沒什麼啦,大企業喜歡擺架子是正常的。
      喜歡找個"語言強的"勝過找個"技術強的"。
      再說,規矩是給不懂規矩的人遵守的,要是有人脈的話,嘿嘿…

      刪除
  3. 寫程式嘛!不就是一種經驗嗎?幹嘛還搞這麼細節的東西?難道就不懂人家在經驗裡是可以很快的Open Book 的搞定嗎?

    說真的啦~到了這種年紀還要用這一種傳統聯考方式來找員工。

    我真的由衷的建議你不要去了啦。就是你進去了,他們還是把你當小弟菜鳥在用
    而已。這根本不是作賤你自己嗎?何必呢?又何苦呢?

    回覆刪除
    回覆
    1. 小弟100%同意您的看法,不過為了糊口不得已,也只能照人家的遊戲規則走

      小弟只能自我安慰說...即使是NBA選手,也是要天天練基本動作練體能

      至於格局,創意,想法...只能說看能不能碰到有緣人了

      刪除
    2. 餡餅是不會從天下掉來的。

      簡單來說:你做甚麼行銷自己的事?所以甚麼是有緣人?

      刪除
    3. 還在摸索當中...

      如果是以這個blog來說,好像有時候造成行銷反效果?

      有些人覺得你很會寫->應該很會講->講的應該是我想聽的

      結果發現雙方並沒有共識...哈哈哈

      刪除
  4. 檢查LL循環有個"龜兔賽跑"演算法很有趣!

    回覆刪除