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解答“60k”大佬的19道C#面试题(下)

2020年06月14日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

在上篇中,我解析了前 10 道题目,本篇我将尝试解析后面剩下的所有题目。

姐妹篇:解析“60k”大佬的19道c#面试题(上)

这些题目确实不怎么经常使用,因此在后文中,我会提一组我的私房经典“6k面试题”,供大家轻松一刻。

先略看题目:

11 简述 linq 的 lazy computation 机制

12 利用 selectmany 实现两个数组中元素做笛卡尔集,然后一一相加

13 请为三元函数实现柯里化

14 请简述 ref struct 的作用

15 请简述 ref return 的使用方法

16 请利用 foreach 和 ref 为一个数组中的每个元素加 1

17 请简述 ref 、 out 和 in 在用作函数参数修饰符时的区别

18 请简述非 sealed 类的 idisposable 实现方法

19 delegate 和 event 本质是什么?请简述他们的实现机制

解析:

11. 简述 linq 的 lazy computation 机制

lazy computation 是指延迟计算,它可能体现在解析阶段的表达式树和求值阶段的状态机两方面。

首先是解析阶段的表达式树, c# 编译器在编译时,它会将这些语句以表达式树的形式保存起来,在求值时, c# 编译器会将所有的 表达式树 翻译成求值方法(如在数据库中执行 sql 语句)。

其次是求值阶段的状态机, linq to objects 可以使用像 ienumemrable<t> 接口,它本身不一定保存数据,只有在求值时,它返回一个迭代器—— ienumerator<t> ,它才会根据 movenext() / value 来求值。

这两种机制可以确保 linq 是可以延迟计算的。

12. 利用 selectmany 实现两个数组中元素做笛卡尔集,然后一一相加

// 11. 利用 `selectmany` 实现两个数组中元素的两两相加
int[] a1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int[] a2 = { 5, 4, 3, 2, 1 };
a1
	.selectmany(v => a2, (v1, v2) => $"{v1}+{v2}={v1 + v2}")
	.dump();

解析与说明:大多数人可能只了解 selectmany 做一转多的场景(两参数重载,类似于 flatmap ),但它还提供了这个三参数的重载,可以允许你做多对多——笛卡尔集。因此这些代码实际上可以用如下 linq 表示:

from v1 in a1
from v2 in a2
select $"{v1}+{v2}={v1 + v2}"

执行效果完全一样。

13. 请为三元函数实现柯里化

解析:柯里化是指将 f(x, y) 转换为 f(x)(y) 的过程,三元和二元同理:

func<int, int, int, int> op3 = (a, b, c) => (a - b) * c;
func<int, func<int, func<int, int>>> op11 = a => b => c => (a - b) * c;
op3(4, 2, 3).dump(); // 6
op11(4)(2)(3).dump(); // 6

通过实现一个泛型方法,实现通用的三元函数柯里化:

func<t1, func<t2, func<t3, tr>>> currylize3<t1, t2, t3, tr>(func<t1, t2, t3, tr> op)
{
	return a => b => c => op(a, b, c);
}

// 测试代码:
var op12 = currylize3(op3);
op12(4)(2)(3).dump(); // (4-2)x3=6

现在了解为啥 f# 签名也能不用写参数了吧,因为参数确实太长了😂

14. 请简述 ref struct 的作用

ref struct 是 c# 7.2 发布的新功能,主要是为了配合 span<t> ,防止 span<t> 被误用。

为什么会被误用呢?因为 span<t> 表示一段连续、固定的内存,可供托管代码和非托管代码访问(不需要额外的 fixed )这些内存可以从 stackalloc 中来,也能从 fixed 中获取托管的位置,也能通过 marshal.allochglobal() 等方式直接分配。这些内存应该是固定的、不能被托管堆移动。但之前的代码并不能很好地确保这一点,因此添加了 ref struct 来确保。

基于不被托管堆管理这一点,我们可以总结出以下结论:

(1)不能对 ref struct 装箱(因为装箱就变成引用类型了)——包括不能转换为 object 、 dynamic

(2)禁止实现任何接口(因为接口是引用类型)

(3)禁止在 class 和 struct 中使用 ref struct 做成员或自动属性(因为禁止随意移动,因此不能放到托管堆中。而引用类型、 struct 成员和自动属性都可能是在托管内存中)

(4)禁止在迭代器( yield )中使用 ref struct (因为迭代器本质是状态机,状态机是一个引用类型)

(5)在 lambda 或 本地函数 中使用(因为 lambda / 本地函数 都是闭包,而闭包会生成一个引用类型的类)

以前常有一个疑问,我们常常说值类型在栈中,引用类型在堆中,那放在引用类型中的值类型成员,内存在哪?(在堆中,但必须要拷到栈上使用)

加入了 ref struct ,就再也没这个问题了。

15. 请简述 ref return 的使用方法

这也是个类似的问题, c# 一直以来就有 值类型 ,我们常常类比 c++ 的类型系统(只有值类型),它天生有性能好处,但 c# 之前很容易产生没必要的复制——导致 c# 并没有很好地享受 值类型 这一优点。

因此 c# 7.0 引入了 ref return ,然后又在 c# 7.3 引入了 ref 参数可被赋值。

使用示例:

span<int> values = stackalloc int[10086];

values[42] = 10010;
int v1 = searchvalue(values, 10010);
v1 = 10086;
console.writeline(values[42]); // 10010

ref int v = ref searchrefvalue(values, 10010);
v = 10086;
console.writeline(values[42]); // 10086;

ref int searchrefvalue(span<int> span, int value)
{
	for (int i = 0; i < span.length; ++i)
	{
		if (span[i] == value)
			return ref span[i];
	}
	return ref span[0];
}

int searchvalue(span<int> span, int value)
{
	for (int i = 0; i < span.length; ++i)
	{
		if (span[i] == value)
			return span[i];
	}
	return span[0];
}

注意事项:

(1)参数可以用 span<t> 或者 ref t

(2)返回的时候使用 return ref val

(3)注意返回值需要加 ref

(4)在赋值时,等号两边的变量,都需要加 ref 关键字( ref int v1 = ref v2 )

其实这个 ref 就是 c/c++ 中的指针一样。

16. 请利用 foreach 和 ref 为一个数组中的每个元素加 1

int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5};
console.writeline(string.join(",", arr)); // 1,2,3,4,5

foreach (ref int v in arr.asspan())
{
	v++;
}

console.writeline(string.join(",", arr)); // 2,3,4,5,6

注意 foreach 不能用 var ,也不能直接用 int ,需要 ref int ,注意 arr 要转换为 span<t> 。

17. 请简述 ref 、 out 和 in 在用作函数参数修饰符时的区别

ref 参数可同时用于输入或输出(变量使用前必须初始化);

out 参数只用于输出(使用前无需初始化);

in 参数只用于输入,它按引用传递,它能确保在使用过程中不被修改(变量使用前必须初始化);

可以用一个表格来比较它们的区别:

修饰符/区别 ref out in
是否复制 × × ×
能修改 × ×
输入 ×
输出 × ×
需初始化 ×

其实in就相当于c++中的const t&,我多年前就希望c#加入这个功能了。

18. 请简述非 sealed 类的 idisposable 实现方法

正常idisposable实现只有一个方法即可:

void dispose()
{
	// free managed resources...
	// free unmanaged resources...
}

但它的缺点是必须手动调用dispose()或使用using方法,如果忘记调用了,系统的垃圾回收器不会清理,这样就会存在资源浪费,如果调用多次,可能会存在问题,因此需要dispose模式。

dispose模式需要关心c#的终结器函数(有人称为析构函数,但我不推荐叫这个名字,因为它并不和constructor构造函数对应),其最终版应该如下所示:

class baseclass : idisposable
{
	private bool disposed = false;

	~baseclass()
	{
		dispose(disposing: false);
	}

	protected virtual void dispose(bool disposing)
	{
		if (disposed) return;

		if (disposing)
		{
			// free managed resources...
		}

		// free unmanaged resources...
		disposed = true;
	}

	public void dispose()
	{
		dispose(disposing: true);
		gc.suppressfinalize(this);
	}
}

它有如下要注意的点:

(1)引入disposed变量用于判断是否已经回收过,如果回收过则不再回收;

(2)使用protected virtual来确保子类的正确回收,注意不是在dispose方法上加;

(3)使用disposing来判断是.net的终结器回收还是手动调用dispose回收,终结器回收不再需要关心释放托管内存;

(4)使用gc.suppressfinalize(this)来避免多次调用dispose;

至于本题为什么要关心非sealed类,因为sealed类不用关心继承,因此protected virtual可以不需要。

在子类继承于这类、且有更多不同的资源需要管理时,实现方法如下:

class derivedclass : baseclass
{
	private bool disposed = false;
	
	protected override void dispose(bool disposing)
	{
		if (disposed) return;

		if (disposing)
		{
			// free managed resources...
		}

		// free unmanaged resources...
		base.dispose(disposing);
	}
}

注意:

(1)继承类也需要定义一个新的、不同的disposed值,不能和老的disposed共用;

(2)其它判断、释放顺序和基类完全一样;

(3)在继承类释放完后,调用base.dispose(disposing)来释放父类。

19. delegate 和 event 本质是什么?请简述他们的实现机制

delegate和event本质都是多播委托(multipledelegate),它用数组的形式包装了多个delegate,delegate类和c中函数指针有点像,但它们都会保留类型、都保留this,因此都是类型安全的。

delegate(委托)在定义时,会自动创建一个继承于multipledelegate的类型,其构造函数为ctor(object o, intptr f),第一个参数是this值,第二个参数是函数指针,也就是说在委托赋值时,自动创建了一个multipledelegate的子类。

委托在调用()时,编译器会翻译为.invoke()。

注意:delegate本身创建的类,也是继承于multipledelegate而非delegate,因此它也能和事件一样,可以指定多个响应:

string text = "hello world";

action v = () => console.writeline(text);
v += () => console.writeline(text.length);
v(); 
// hello world
// 11

注意,+=运算符会被编译器会翻译为delegate.combine(),同样地-=运算符会翻译为delegate.remove()。

事件是一种由编译器生成的特殊多播委托,其编译器生成的默认(可自定义)代码,与委托生成的multipledelegate相比,事件确保了+=和-=运算符的线程安全,还确保了null的时候可以被赋值(而已)。

总结

这些技术平时可能比较冷门,全部能回答正确也并不意味着会有多有用,可能很难有机会用上。

但如果是在开发像 asp.net core 那样的超高性能网络服务器、中间件,或者 unity 3d 那样的高性能游戏引擎、或者做一些高性能实时 etl 之类的,就能依靠这些知识,做出比肩甚至超过 c / c++ 的性能,同时还能享受 c# / .net 便利性的产品。

群里有人戏称面试时出这些题的公司,要么是心太大,要么至少得开 60k ,因此本文取名为 60k大佬 。

轻松一刻——我的私房.net后端6k面试题:

1  .net的int占几字节?

2  .net的值类型和引用类型有什么区别?性能方面有何差异?

3  list<t>内部是什么数据结构?

4  dictionary<k, v>内部是什么数据结构?

5  internal与protected有啥区别?

6  string/stringbuilder有啥区别?

7  说出常用的http状态码和使用场景;

8  使用entity framework有哪些提高性能的技巧?

9  jwt(json web token)是什么,由哪些部分组成?

10  计算datetime类型需占用多少字节(需计算过程)

以上就是解答“60k”大佬的19道c#面试题(下)的详细内容,更多关于c#面试题的资料请关注移动技术网其它相关文章!

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