笔试2
简答题:
1:数组与指针的区别:
(1)空间分配
指针是动态分配空间,通过malloc在堆上分配所需要的空间,分配的空间不一定连续,在使用完之后需要调用free()来释放分配空间。而数组是静态分配空间,在全局变量区或者栈
上分配空间,分配的空间是连续的,局部变量在生命周期结束后自动释放,全局变量在程序结束完自动释放。
(2)访问效率
指针是通过地址间接访问,而数组是直接访问数值。因此指针的访问效率低,数组的访问效率高。
(3)安全性
指针使用不当会造成内存泄漏,数组使用不当会造成数组越界。
(4)函数参数
数组要用相应的指针当形参,而指针要用指针的指针来当形参。
(5)字节大小
指针的字节大小是固定的,由操作系统决定。数组的字节大小由数组大小和数组指向的类型共同来决定。
(6)标识符
指针名是变量,数组名是指针常量。所以指针p可以进行p++,而数组名不可以用于a++。
(7)对应的内存空间
指针保存的是地址,数组保存的是数值。
2.关键字const是什么含义,有什么作用?
常类型是指使用类型修饰符const说明的类型,常类型的变量或对象的值是不能被更新的。
const 推出的初始目的,正是为了取代预编译指令,消除它的缺点,同时继承它的优点。
(1)可以定义const常量,具有不可变性。例如:
const int Max=100; int Array[Max];
(2)便于进行类型检查,使编译器对处理内容有更多了解,消除了一些隐患。例如: void f(const int i) { .........} 编译器就会知道i是一个常量,不允许修改; (3)可以避免意义模糊的数字出现,同样可以很方便地进行参数的调整和修改。 同宏定义一样,可以做到不变则已,一变都变!如(1)中,如果想修改Max的内容,只需要:const int Max=you
want;即可!
(4)可以保护被修饰的东西,防止意外的修改,增强程序的健壮性。 还是上面的例子,如果在函数体内修改了i,编译器就会报错; 例如:
void f(const int i) { i=10;//error! }
(5) 为函数重载提供了一个参考。
class A { ......
void f(int i) {......} //一个函数
void f(int i) const {......} //上一个函数的重载 ......
};
(6) 可以节省空间,避免不必要的内存分配。 例如:
#define PI 3.14159 //常量宏
const doulbe Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入ROM中 ......
double i=Pi; //此时为Pi分配内存,以后不再分配!
double I=PI; //编译期间进行宏替换,分配内存
double j=Pi; //没有内存分配
double J=PI; //再进行宏替换,又一次分配内存!
const定义常量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,而不是象#define一样给出的是立即数,所以,const定义的常量在程序运行过程中只有一份拷贝,而#define定义的常量在内存中有若干个拷贝。
(7) 提高了效率。 编译器通常不为普通const常量分配存储空间,而是将它们保存在符号表中,这使得它成为一个编译期间的常量,没有了存储与读内存的操作,使得它的效率也很高。
3:const 与 #define 相比,有何优点?
1)就起作用的阶段而言: #define是在编译的预处理阶段起作用,而const是在 编译、运行的时候起作用。
2)就起作用的方式而言: #define只是简单的字符串替换,没有类型检查。而const有对应的数据类型,是要进行判断的,可以避免一些低级的错误。
3)就存储方式而言:#define只是进行展开,有多少地方使用,就替换多少次,它定义的宏常量在内存中有若干个备份;const定义的只读变量在程序运行过程中只有一份备份。
4)从代码调试的方便程度而言: const常量可以进行调试的,define是不能进行调试的,因为在预编译阶段就已经替换掉了。
综上所述const有以下几个优点
(1)const常量有数据类型,编译器可对其类型进行安全检查
(2)const常量可进行调试
(3)const可节省空间,避免不必要的内存分配,提高效率
4:什么是预编译,何时需要预编译?
· 预编译又称为预处理,是做些代码文本的替换工作。处理以# 开头的指令,比如拷贝 #include 包含的文件代码,#define 宏定义的替换,条件编译等,就是为编译做的预备工作的阶段。主要处理#开始的预编译指令,预编译指令指示了在程序正式编译前就由编译器进行的操作,可以放在程序中的任何位置。C 编译系统在对程序进行通常的编译之前,首先进行预处理。
c 提供的预处理功能主要有以下三种:
1 )宏定义
2 )文件包含
3 )条件编译
何时需要预编译:
总是使用不经常改动的大型代码体。
程序由多个模块组成,所有模块都使用一组标准的包含文件和相同的编译选项。在这种情况下,可以将所有包含文件预编译为一个“预编译头”。
*编译有四个阶段:
(1)预处理 gcc –E 如:gcc –E test.c –o test.i
由于在test.c中使用了头文件stdio.h,所以GCC在编译时首先要把头文件stdio.h中的内容加载到test.c中的首部。
(2)编译 gcc –S 如:gcc –s test.i –o test.s
词法分析,主要负责检查关键字、标识符等是否正确。语法分析,主要负责检查程序中语句的语法是否正确。语义分析,主要负责检查程序中语句的逻辑意义是否正确
(3)汇编 gcc –C 如:gcc–c test.s –o test.o
汇编阶段的任务是把汇编程序翻译成CPU可以识别的二进制文件,该文件又称为目标文件。
(4)链接 如: gcc test.o –o test
链接阶段的任务就是把程序中所有的目标文件和所需的库文件都链接在一起,最终生成一个可以直接运行的文件,称为可执行文件。 在shell中输入命令“gcc test.o -otest”,
5:在c++程序中调用被C编译器编译后的函数,为什么要加extern “C”?
选择题:
4:TCP协议的特点:
(1)是一种可靠的面向连接的协议
(2)可以将原主机的字节可以无差错的传送到目的主机
(3)具有流量的控制功能
(4)将应用层的字节分成多个字段
拓:
1.什么是TCP(传输控制协议)协议?
输控制协议TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议,由IETF的RFC 793说明(specified)。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能,UDP是同一层内另一个重要的传输协议。
2.计算机的7层协议?
OSI(开放式系统互联)的 7层
应用层
与其它计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的。例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是,如果添加了一个传输文件的选项,那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例:TELNET,HTTP,FTP,NFS,SMTP等。
表示层
主要功能是定义数据格式及加密。例如,FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式,发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。示例:加密,ASCII等。
会话层
定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向消息的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层。示例:RPC,SQL等。
传输层
这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。
网络层
这层对端到端的包传输进行定义,它定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。
数据链路层
它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例:ATM,FDDI等。
物理层
OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、帧、帧的使用、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。
TCP/IP 的5层协议:
第五层——应用层(application layer)
- 应用层(application layer):是体系结构中的最高。直接为用户的应用进程提供服务。
- 在因特网中的应用层协议很多,如支持万维网应用的HTTP协议,支持电子邮件的SMTP协议,支持文件传送的FTP协议等等。
- 运输层(transport layer):负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机可同时运行多个进程,因此运输层有复用和分用的功能。
- 复用,就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务。
- 分用,就是把收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程。
-
运输层主要使用以下两种协议:
(1) 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol):面向连接的,数据传输的单位是报文段,能够提供可靠的交付。
(2) 用户数据包协议UDP(User Datagram Protocol):无连接的,数据传输的单位是用户数据报,不保证提供可靠的交付,只能提供“尽最大努力交付”。
- 网络层(network layer)主要包括以下两个任务:
- (1) 负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时,网络层把运输层残生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在TCP/IP体系中,由于网络层使用IP协议,因此分组也叫做IP数据报,或简称为数据报。
- (2) 选中合适的路由,使源主机运输层所传下来的分组,能够通过网络中的路由器找到目的主机。
- 数据链路层(data link layer):常简称为链路层,我们知道,两个主机之间的数据传输,总是在一段一段的链路上传送的,也就是说,在两个相邻结点之间传送数据是直接传送的(点对点),这时就需要使用专门的链路层的协议。
- 在两个相邻结点之间传送数据时,数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧(framing),在两个相邻结点之间的链路上“透明”地传送帧中的数据。
- 每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错控制等)。典型的帧长是几百字节到一千多字节。
-
注:”透明”是一个很重要的术语。它表示,某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。”在数据链路层透明传送数据”表示无力什么样的比特组合的数据都能够通过这个数据链路层。因此,对所传送的数据来说,这些数据就“看不见”数据链路层。或者说,数据链路层对这些数据来说是透明的。
(1)在接收数据时,控制信息使接收端能知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样,数据链路层在收到一个帧后,就可从中提取出数据部分,上交给网络层。
(2)控制信息还使接收端能检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错,数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧,以免继续传送下去白白浪费网络资源。如需改正错误,就由运输层的TCP协议来完成。
- 物理层(physical layer):在物理层上所传数据的单位是比特。物理层的任务就是透明地传送比特流。
3.TCP/IP三次握手
所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发,整个流程如下图所示:
TCP三次握手
(1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。
(2)第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。
(3)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。
SYN攻击:
在三次握手过程中,Server发送SYN-ACK之后,收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接(half-openconnect),此时Server处于SYN_RCVD状态,当收到ACK后,Server转入ESTABLISHED状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断地发送SYN包,Server回复确认包,并等待Client的确认,由于源地址是不存在的,因此,Server需要不断重发直至超时,这些伪造的SYN包将产时间占用未连接队列,导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络堵塞甚至系统瘫痪。SYN攻击时一种典型的DDOS攻击,检测SYN攻击的方式非常简单,即当Server上有大量半连接状态且源IP地址是随机的,则可以断定遭到SYN攻击了,使用如下命令可以让之现行:
#netstat -nap | grep SYN_RECV(好高端的样子!!!)
4、TCP/IP四次挥手
三次握手耳熟能详,四次挥手估计就,所谓四次挥手(Four-WayWavehand)即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中,这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发,整个流程如下图所示:
TCP四次挥手
由于TCP连接时全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭,上图描述的即是如此。
(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。
(2)第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ack给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。
(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。
(4)第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ack给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。
5.TCP/IP和UDP协议的区别?
TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是面向连接的协议,也就是说,在收发数据前,必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来,其中的过程非常复杂。只简单的描述下这三次对话的简单过程:主机A向主机B发出连接请求数据包:“我想给你发数据,可以吗?”,这是第一次对话;主机B向主机A发送同意连接和要求同步(同步就是两台主机一个在发送,一个在接收,协调工作)的数据包:“可以,你什么时候发?”,这是第二次对话;主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步:“我现在就发,你接着吧!”,这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步,经过三次“对话”之后,主机A才向主机B正式发送数据。
TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次
UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)
(1) UDP是一个非连接的协议,传输数据之前源端和终端不建立连接,当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据,并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端,UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制;在接收端,UDP把每个消息段放在队列中,应用程序每次从队列中读一个消息段。
(2)由于传输数据不建立连接,因此也就不需要维护连接状态,包括收发状态等,因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
(3) UDP信息包的标题很短,只有8个字节,相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。
(4)吞吐量不受拥挤控制算法的调节,只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。
(5)UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付,因此主机不需要维持复杂的链接状态表(这里面有许多参数)。
(6)UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文,在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分,也不合并,而是保留这些报文的边界,因此,应用程序需要选择合适的报文大小。
区别:
1.基于连接与无连接; 2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少); 3.UDP程序结构较简单; 4.流模式与数据报模式;
5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证。