嵌入式面经第四弹：兆易创新、联影医疗、诺瓦星云、经纬恒润
本篇涉及的所有问题概要：大家可以试试在看参考答案前，提前尝试解答，以便明确自身知识点的不足部分！
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嵌入式面经第四弹：（嵌入式面经）第11章 20+公司面经杂谈（四）：兆易创新、联影医疗、诺瓦星云、经纬恒润
1.说一下局部变量与全局变量的区别。在MCU上空间上有什么不同吗？
2.内联函数和宏函数的区别，你知道吗？
3.进程与线程：区别与应用？
4.数组和链表有什么区别？
5.智能指针是什么，智能指针有哪些？
6.GD32/STM32的启动文件 (startup_stm32xxxx.s)了解吗 ？
7.中断与异常的区别？
8.你在FreeRTOS中如何给任务合理分配栈？
9.简单讲一下整个字符驱动怎么实现的？过程中实现了什么驱动功能？
10.专栏订阅奖励(支持模仿)——个人创新点问答：你机器人小车竞赛中的动态PD差速控制算法是什么，介绍一下设计思想？
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1.说一下局部变量与全局变量的区别。在MCU上空间上有什么不同吗？
局部变量（Local Variable）和全局变量（Global Variable）是 两种不同作用域的变量，
它们在存储方式、生命周期、访问权限等方面存在显著区别，
尤其在 MCU（微控制器） 上，由于资源有限，二者的 空间占用 也存在明显不同。
1. 局部变量（Local Variable）
📌 特点
📌 示例
📌MCU 上的存储
- 局部变量默认分配在栈（Stack），函数调用时自动分配空间，函数返回后自动释放。
- 栈空间有限（通常只有几 KB），如果使用过多局部变量，可能导致 栈溢出（Stack Overflow）。
- 局部变量在多次调用时不会保留上次的值（除非使用
static关键字）。
2. 全局变量（Global Variable）
📌 特点
📌 示例
📌 MCU 上的存储
- 全局变量存放在 RAM 的数据区（BSS 或 DATA 段）。
- BSS 段：未初始化的全局变量（默认初始化为 0）。
- DATA 段：已初始化的全局变量。
- 占用 RAM 的空间固定，如果 RAM 资源紧张，会影响系统性能。
3. 局部变量 vs. 全局变量的空间分布（MCU）
在 MCU（如 STM32）中，RAM 的存储结构一般如下：
📌 空间上的不同点：
- 局部变量存储在栈中，每次函数调用时动态分配，函数返回后释放。
- 全局变量存储在 BSS 或 DATA 段中，始终占据 RAM 空间，不会自动释放。
4. static 变量
static 变量在局部变量和全局变量之间提供了折中方案：
- 局部
static变量：作用域仍然是局部，但生命周期变成 全局。 - 全局
static变量：作用域限制在当前文件，不能被其他文件访问（避免变量冲突）。
📌 示例
📌 局部 static 变量存储在 DATA 段，不在栈中，所以不会随着函数调用和返回而释放。
5. 何时使用局部变量 vs. 全局变量
static 修饰局部变量，如果需要长期存储但不想影响全局空间。结论
📌 在 MCU 上，由于 RAM 资源有限，应避免全局变量过多，以免影响系统性能！
🚀 总结：
- 局部变量更节省空间（栈自动管理）。
- 全局变量更占用 RAM（始终驻留）。
- 合理使用
static，避免全局变量污染。 - MCU 资源有限，应优先使用局部变量，避免栈溢出或 RAM 过度占用！
2.内联函数和宏函数的区别，你知道吗？
在 C 语言和 C++ 中，内联函数（inline） 和 宏函数（#define 宏） 都用于减少函数调用开销，
但它们在实现方式、编译过程、安全性等方面有显著区别。
1. 内联函数（Inline Function）
📌 定义
- 通过
inline关键字定义的函数，编译时会直接展开到调用处，避免普通函数的调用开销。 - 适用于 短小、频繁调用 的函数，提高执行效率。
📌 示例
📌 运行机制
- 编译时 将
square(5)替换为5 * 5，避免了普通函数的 入栈/出栈 开销。 inline仅是建议，编译器可能忽略，特别是当函数过于复杂时。
📌 优势
✅ 避免普通函数调用开销（如入栈、出栈、参数传递）。
✅ 有类型安全检查（确保参数和返回值匹配）。
✅ 支持调试（能够查看展开后的代码，支持 gdb 调试）。
✅ 适用于 C 和 C++，特别是 C++ 中的类内联函数。
📌 限制
❌ 无法递归调用（编译器不会无限展开）。
❌ 仅适用于短小函数，否则代码膨胀（Code Bloat）。
❌ 编译器可能忽略 inline 关键字，最终仍然按普通函数处理。
2. 宏函数（Macro Function）
📌 定义
- 使用
#define预处理指令定义的函数，在预处理阶段直接替换。 - 无类型检查，仅仅是文本替换。
📌 示例
⚠️ 如果调用 SQUARE(5+1)，会被展开为 (5+1 * 5+1)，结果错误。
📌 运行机制
- 预处理阶段，编译器直接将
SQUARE(5)替换为(5 * 5)。 - 不会进行类型检查，也不会在符号表中创建函数。
📌 优势
✅ 无函数调用开销（因为是简单的文本替换）。
✅ 比内联函数更早处理（预处理阶段）。
✅ 适用于简单的数学运算和编译开关（如 #ifdef）。
📌 限制
❌ 无类型检查，可能导致错误，例如 SQUARE(5+1)。
❌ 无法调试（无法在 gdb 里设置断点）。
3. 内联函数 vs. 宏函数
4. 适用场景
✅ 适合使用 inline 内联函数
- 短小、逻辑简单的函数，如：
- C++ 类成员函数：
- 需要调试、类型安全 的函数。
❌ 适合使用 #define 宏
- 编译开关
- 简单的数学计算（但要小心副作用）
结论
✅ 推荐使用 inline 代替 #define 宏，因为：
- 更安全（有类型检查）
- 可调试
- 避免
#define的副作用
❌ 仅在编译开关等场景下使用 #define 宏。
🚀 最佳实践：
- 短小计算函数：用
inline。 - 编译选项：用
#define。 - 避免宏副作用，如
#define SQUARE(x) (x*x)。
🎯 总结：inline 是 #define 宏的安全替代方案，优先使用 inline，避免 #define 带来的问题！
3.进程与线程：区别与应用？
在操作系统中，进程（Process） 和 线程（Thread） 是并发执行的基本单位，
但它们在资源管理、执行方式、通信方式等方面有显著区别。
1. 进程（Process）
📌 定义
- 进程是程序执行的独立单位，它拥有自己的地址空间，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。
- 每个进程至少包含一个线程（主线程），但也可以包含多个线程（多线程进程）。
📌 特点
📌 示例
🚀 执行 fork() 后，进程会被复制，父进程和子进程拥有独立的地址空间。
2. 线程（Thread）
📌 定义
- 线程是进程的最小执行单元，一个进程可以包含多个线程，这些线程共享相同的地址空间。
- 线程是更轻量级的并发执行单元，能比进程更快地创建和切换。
📌 特点
📌 示例
🚀 pthread_create() 创建的线程与主线程共享数据，可快速切换。
3. 进程 vs 线程：详细对比
4. 进程 vs 线程的应用场景
✅ 使用多进程（Process）
- 独立任务（数据库服务器、浏览器进程）
- 需要高稳定性（避免一个进程崩溃影响其他进程）
- 分布式计算（不同进程运行在不同服务器上）
✅ 使用多线程（Thread）
- 高效并行计算（Web 服务器、多线程下载）
- 共享数据（游戏引擎、图像处理）
- 降低开销（线程切换比进程快）
结论
🚀 进程 提供独立的执行环境，适用于需要隔离的任务。
🚀 线程共享地址空间，适用于需要快速共享数据的任务。
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