当前动态:C++面试八股文:如何实现一个strncpy函数?

某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第31面:

面试官:strcpy函数使用过吧?

二师兄:用过。


(资料图片仅供参考)

面试官:这个函数有什么作用?

二师兄:主要用做字符串复制,将于字符从一个位置复制到另一个位置。

面试官:strncpy函数也使用过吧,和strcpy有何不同?

二师兄:strncpy多了一个size_t的参数,用于避免缓冲区溢出。

面试官:能否实现一个strncpy函数?

二师兄:好的。

void strncpy(char *dest, char *src, size_t n){    for (size_t i = 0; i < n; i++)    {        *(dest + i) = *(src + i);    }}

面试官:额。。如果strlen(src) < n会发生什么?

二师兄:嗯。。那要做个判断。。

void strncpy(char *dest, char *src, size_t n){    size_t len = strlen(src) > n ? n : strlen(src);    for (size_t i = 0; i < len; i++)    {        *(dest + i) = *(src + i);    }}

面试官:如果strlen(dest) < n呢?

二师兄:因为n是程序员传入进来的,且无法知晓dest的长度,所以这个n要程序员保证它的正确性。

面试官:有没有更简洁的写法?比如利用指针的自增?

二师兄:让我想想。。

void strncpy(char *dest, char *src, size_t n){    while(n-- && (*dest++ = *src++));}

面试官:如果用户传入的src是字符串常量,会发生什么?

二师兄:额。。。让我想想。。明白了,要在src前加上const修饰符:

void strncpy(char *dest, const char *src, size_t n){    while(n-- && (*dest++ = *src++));}

面试官:有一些操作需要strcpy嵌套strcpy,如果要实现这个功能,需要做哪些修改?

二师兄:你说的是strncpy(strncpy(...)...)这种操作吗?

面试官:是的。

二师兄:那么需要返回dest地址:

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n){    char *ret = dest;    while (n-- && (*dest++ = *src++));    return ret;}

面试官:如果srcdest的内存地址有重叠,会发生什么?

二师兄:这要分为两种情况,第一种情况:dest < src < dest+n

二师兄:此时并不需要特殊的处理,拷贝完成后,整个字符串是这样的:

二师兄:虽然src被覆写了,但是dest的内容是正确的。

二师兄:第二种情况,src < dest ;

二师兄:如果直接拷贝,结果会变成这样:

二师兄:此时dest的内容是错误的。所以我们需要对这种情况做特殊处理:

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n){    char *ret = dest;    size_t len = strlen(src) > n ? n :strlen(src);    if(src < dest && dest < src + len)  //需要从尾部开始拷贝    {        const char* s = src + len - 1;        char* d = dest + len - 1;        while(len --) *d-- = *s--;        return ret;    }    while (n-- && (*dest++ = *src++));    return ret;}

面试官:嗯。有没有什么办法对以上的代码做一些性能上的优化?

二师兄:可以使用SIMD(Single Instruction Multiple Data)指令对strncpy函数做一些优化。*dest++ = *src++每次只能复制一个字节的内容,而SIMD每次可以复制超过一个字节的内容,当数据量大的时候,效率会有明显的提升。

面试官:写过SIMD相关的代码吗?

二师兄:只是听说过,没有用过。

面试官:好的,今天就到这里,请回去等通知吧。

什么是SIMDSIMD真的能够提升效率吗?

SIMD是一种常见的并行计算技术,一条指令可以同时处理多个数据,所以它可以减少指令的数量,从而提高处理速度。

X86_64架构下,SIMD的指令集主要包括MMXSSEAVX

下面代码演示如果使用SIMD技术加速大容量字符串的拷贝:

#include void strncpy_simd(char *dest, const char *src, size_t n){    size_t len = strlen(src) > n ? n : strlen(src);    __m128i *d = (__m128i *)dest;    const __m128i *s = (const __m128i *)src;    while (len >= sizeof(__m128i))    {        _mm_storeu_si128(d++, _mm_loadu_si128(s++));        len -= sizeof(__m128i);    }    char *dc = (char *)d;    const char *sc = (const char *)s;    while (len--)    {        *dc++ = *sc++;    }}

今天的面试到这里就结束了,感谢大家的耐心~

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