面试题中遇到的一个C语言switch语句的题目

这或许是很少见的用法,但我现在终于接受了一个事实:面试里出现的题目经常是极其恶心的代码,在实际工作中或许永远也见不到的那种.这是上个星期五土豆同学去参加的一个笔试里碰到的题,在这里记下来留作纪念.

问题: 下面的foo()的作用是什么?

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

void foo(char* a, char* b, int len) {
    switch (len & 0x7) {
    default: {
        while (len > 7) {
            len -= 8; *a++ = *b++;
        }
        case 7: *a++ = *b++;
        case 6: *a++ = *b++;
        case 5: *a++ = *b++;
        case 4: *a++ = *b++;
        case 3: *a++ = *b++;
        case 2: *a++ = *b++;
        case 1: *a++ = *b++;
    }
    }
}

void main(void) {
    int i;
    int len = 26;
    char* a = (char*)malloc(100);
    char* b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\0";

    for (i = 0; i < 100; i++) {
        a[i] = '\0';
    }
    foo(a, b, len); /* a = "ab\0"; */
    printf("%s\n%s", a, b);
}

foo()的内容尽量保持"原样"呈现.没错,那default标签后有对诡异的大括号,迷惑力极高.我一开始也中招了.
这题的意义是,C/C++的switch statement中,case/default标签无论出现在哪里都没关系,都能按照switch语义根据条件跳转到对应标签后执行.简单点说,在这题里的default后的那对大括号加不加是等价的,所以那个while循环不会被执行,而这个switch的意义就是把b中0到len % 8 - 1的内容复制到a中...

你中招了么? ^ ^

同样的情况在Java中就不会出现,因为Java中的switch statement不允许跨case的block,上面的default后的大括号就是非法的了.这段代码在Java中的等价物是:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int i;
        int len = 26;
        char[] a = new char[100];
        char[] b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz".toCharArray();

        for (i = 0; i < 100; i++) {
                a[i] = ' ';
        }
        foo(a, b, len); // a = "ab\0"; // length = len % 8
        System.out.printf("%s\n%s", new String(a), new String(b));
    }

    static void foo(char[] a, char[] b, int len) {
        int cursor = 0;
        switch (len & 0x7) {
        default: //{
            while (len > 7) {
                len -= 8; a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            }
            case 7: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 6: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 5: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 4: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 3: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 2: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
            case 1: a[cursor] = b[cursor]; cursor++;
        //}
        }
    }
}

不要被诡异的缩进迷惑了,实际上我应该把case label全部对齐到跟default在同一缩进上,只是为了保持"迷惑力"才写成现在这样...
关于Java的语句语法,可以参考语言规范: http://java.sun.com/docs/books/jls/second_edition/html/statements.doc.html#35518

C#中的switch statement则更加严格,在Java的基础上外加不允许fall-through cases,所以上面的switch问题无法在C#中再现.

D的switch statement的行为与C/C++类似,不详细说了.

void foo(char* a, char* b, int len) {
    switch (len & 0x7) {
    default: {
        while (len > 7) {
            len -= 8; *a++ = *b++;
        }
        case 7: *a++ = *b++;
        case 6: *a++ = *b++;
        case 5: *a++ = *b++;
        case 4: *a++ = *b++;
        case 3: *a++ = *b++;
        case 2: *a++ = *b++;
        case 1: *a++ = *b++;
    }
    }
}

void main(char[][] args) {
    int i;
    int len = 26;
    char[100] a;
    char[26] b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

    foreach (ref char c; a) {
        c = '\0';
    }

    foo(&a[0], &b[0], len);
    printf("%.*s\n%.*s", a, b);
}

评论

3 楼 zhczjx 2016-08-31  

   Mark一下 找了好久终于找到算法或者说这种写法的名字 Duff's Device。达夫设备 

2 楼 RednaxelaFX 2007-10-25  

啊，确实。8的倍数比较特别，我把这情况给漏了。8的倍数的时候，是7 + ( n / 8 )...多谢提醒 ^ ^

不过后来土豆告诉我，他把题记错了。这题实际上是这样的：

#include <stdio.h>      
#include <malloc.h>      
     
void foo(char* a, char* b, int len) {      
    switch (len & 0x7) {      
    default:      
        while (len > 7) {      
            len -= 8; *a++ = *b++;      
            
        case 7: *a++ = *b++;      
        case 6: *a++ = *b++;      
        case 5: *a++ = *b++;      
        case 4: *a++ = *b++;      
        case 3: *a++ = *b++;      
        case 2: *a++ = *b++;      
        case 1: *a++ = *b++;      
        }      
    }      
}      
     
void main(void) {      
    int i;      
    int len = 0;      
    char* a = (char*)malloc(100);      
    char* b = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\0";      
     
    for (i = 0; i < 100; i++) {      
        a[i] = '\0';      
    }      
    foo(a, b, len);    
    printf("%s\n%s", a, b);      
}

而这实际上不过是很常见的一种while循环展开而已。更出名的一种变体是这样的：

int q = ( n + 7 ) / 8;   
switch ( n % 8 ) {   
case 0:         do {    foo( );          // Great C hack, Tom,   
case 7:                 foo( );          // but it's not valid here.   
case 6:                 foo( );   
case 5:                 foo( );   
case 4:                 foo( );   
case 3:                 foo( );   
case 2:                 foo( );   
case 1:                 foo( );   
                } while (--q > 0);   
}

(摘自Java Language Specification, 3rd Edition)

1 楼 afanti2005 2007-10-24  

你输入一个能被8 len 的数试试