在嵌入式与Linux C/C++面试中，函数相关问题几乎必问。从“如何让函数在main之前执行”，到析构函数、虚函数表、函数调用栈、select、fork/exec，这些问题不仅考语法，更考底层理解。

1 如何让函数在main()之前执行？

1.1 使用__attribute__((constructor))

        在GNU编译器（gcc）中，可以使用__attribute__设置函数属性。

void before() __attribute__((constructor));
void after()  __attribute__((destructor));

• constructor：在 main() 之前执行
• destructor：在 main() 之后执行

1.2 完整示例代码

#include <stdio.h>

void before() __attribute__((constructor));
void after()  __attribute__((destructor));

void before()
{
    printf("this is function %s\n", __func__);
}

void after()
{
    printf("this is function %s\n", __func__);
}

int main()
{
    printf("this is function %s\n", __func__);
    return 0;
}

输出结果：

this is function before
this is function main
this is function after

2 __attribute__常见函数属性？

属性	作用
alias	设置函数别名
aligned	指定对齐方式
always_inline	强制内联
constructor	main 前执行
destructor	main 后执行
format	printf 格式检查
noreturn	函数不返回
weak	定义弱符号

2.1 noreturn 易错点

__attribute__((noreturn)) void fatal_error(void);

⚠️ 注意：

• noreturn ≠ 返回值是 void
• 而是 函数执行完后进程结束
• 如：exit()、_exit()、abort()

2.2 weak弱符号

• 如果同时存在强符号和弱符号
• 优先使用强符号
• 常用于：
  • 启动文件
  • 默认回调函数

3 为什么析构函数必须是虚函数？

3.1 问题场景

Base* p = new Derived();
delete p;

如果 Base 的析构函数不是 virtual：

❌ 只调用 Base::~Base()
❌ Derived 部分资源泄漏

3.2 正确做法

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
};

📌 结论：

只要类可能被继承，就必须定义虚析构函数

4 为什么C++默认析构函数不是虚函数？

        原因只有一个：性能与空间

• 虚函数需要：
  • 虚函数表（vtable）
  • 虚表指针（vptr）
• 增加对象体积
• 增加一次间接寻址

📌 设计哲学：

只有需要多态的类，才付出虚函数的代价

5 析构函数的作用是什么？

        核心作用：资源回收

• 文件句柄
• 内存
• 锁
• socket

~File()
{
    fclose(fp);
}

📌 面试标准答案：

析构函数用于在对象生命周期结束前，自动完成清理工作，实现 RAII。

6 静态函数 vs 虚函数？

对比	静态函数	虚函数
绑定时机	编译期	运行期
是否多态	❌	✅
是否使用 vtable	❌	✅
调用开销	小	略大

📌 一句话总结：

静态函数快，虚函数灵活。

7 重载（Overload）和覆盖（Override）的区别？

项目	重载	覆盖
关系	同一类	父子类
决定因素	参数列表	对象类型
绑定	编译期	运行期

📌 口诀：

重载看参数，覆盖看对象。

8 虚函数表如何实现运行时多态？

8.1 虚函数表是什么？

• 类的虚函数地址表
• 每个对象包含一个 vptr
• 指向所属类的 vtable

8.2 多态调用过程？

Base* p = new Derived();
p->func();

• 通过 p 找到 vptr
• 通过 vtable 找到函数地址
• 调用 Derived::func()

9 C 语言函数调用是如何实现的？

9.1 栈帧结构

        函数调用依赖 栈（stack）：

• 参数传递
• 返回地址
• 局部变量
• 保存寄存器

9.2 关键寄存器（x86）

• esp：栈指针
• ebp：帧指针

📌 每个函数都有独立的栈帧

10 select 函数？（Linux I/O 多路复用必考）

10.1 函数原型

int select(int maxfdp,
           fd_set *readfds,
           fd_set *writefds,
           fd_set *errorfds,
           struct timeval *timeout);

10.2 select 特点总结

• ✅ 优点：
  • 跨平台
  • 支持微秒级超时
• ❌ 缺点：
  • fd 上限 1024
  • 轮询扫描
  • 用户态 ↔ 内核态频繁拷贝
  • 水平触发

📌 面试总结：

fd 多时性能差，是 select 的致命问题。

11 fork / wait / exec ？

① fork

• 创建子进程
• 写时拷贝（COW）
• 父返回子 pid，子返回 0

② exec

• 替换当前进程映像
• 成功无返回
• 失败返回 -1

③ wait

• 父进程阻塞
• 等待子进程状态改变

12 数组与指针？

*(a[1] + 1)
*(&a[1][1])
(*(a + 1))[1]

👉 三者等价：a[1][1]

📌 本质：数组名 + 偏移 + 解引用

12.1 数组下标可以为负数吗？

✅ 可以

int *p = &a[4];
p[-1] == a[3];

⚠️ 合法但危险，需确保地址有效

13 位操作面试题？

13.1 统计二进制 1 的个数

while(x) {
    x &= (x - 1);
    count++;
}

📌 每次消除最低位的 1

13.2 交换变量（不用第三个变量）

a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

13.3 设置 / 清除 bit3

#define BIT3 (1 << 3)

a |= BIT3;     // set
a &= ~BIT3;    // clear

14 面试总结

• constructor 可让函数在 main 前执行
• 父类析构函数必须为 virtual
• 虚函数表实现运行时多态
• select 本质是轮询
• fork + exec 是进程模型核心
• 位运算是嵌入式基本功