【C语言进阶】面试题：请使用宏定义实现字节对齐

1 前言

最近博主在后台收到一位朋友的咨询，说他最近参加了一场技术面试，有这么一道笔试题：

请使用C语言的宏定义实现一个功能，求得某个整型数M在N字节对齐的时，它的值大小。 说明： 1.M是一个非负整数； 2.N是2的整数倍，值可能是1，2，4，8，16等等。 要求： 1.不得使用除法(/); 2.不能使用函数实现，只能用宏实现； 3.自行设计测试用例，明确得出测试用例执行成功与否。

2 代码实现

刚好，今天比较清闲，茶余饭后，顺手撸了一把代码：

#include #include /* maxtest number foraligned */ #define MAX_TEST_NUM 1000 /* default for 8 bytes */ #define DEF_ALIGNED_BYTES 8 /* n = 2/4/6/8/16/... */ #define GET_ALIGNED_2_POWER_NUM(num, n) (((num) + (n) - 1) & (~((n) - 1))) int main(int argc, const char *argv[]) { int i = 0; int max_cnt = MAX_TEST_NUM; int aligned_bytes = DEF_ALIGNED_BYTES; int aligned_num; if (argc > 1) { aligned_bytes = atoi(argv[1]); if (aligned_bytes < 0) { printf("error aligned_bytes input !\r\n"); return -1; } } /* test cases start */ for (i = 0; i < max_cnt; i++) { aligned_num = GET_ALIGNED_2_POWER_NUM(i, aligned_bytes); //printf("%-4d ALIGNED %d => %-4d\r\n", i, aligned_bytes, aligned_num); if (aligned_num % aligned_bytes != 0) { printf("error aligned_num get: %-4d ALIGNED %d => %-4d\r\n", i, aligned_bytes, aligned_num); printf("test cases (0 ~ %d) ALIGNED %d [ FAIL ] !\r\n", max_cnt, aligned_bytes); return -1; } } printf("test cases (0 ~ %d) ALIGNED %d [ OK ] !\r\n", max_cnt, aligned_bytes); return 0; }

3 代码验证

ubuntu下面使用gcc编译，得到可执行文件：

gcc -o test main.c

跑了下测试用例：

recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 2 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 2 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 4 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 4 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 8 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 8 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 16 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 16 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 32 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 32 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 64 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 64 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 128 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 128 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 256 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 256 [ OK ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 3 error aligned_num get: 1 ALIGNED 3 => 1 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 3 [ FAIL ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 5 error aligned_num get: 1 ALIGNED 5 => 1 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 5 [ FAIL ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 7 error aligned_num get: 1 ALIGNED 7 => 1 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 7 [ FAIL ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 167 error aligned_num get: 1 ALIGNED 167 => 1 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 167 [ FAIL ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ ./test 79 error aligned_num get: 1 ALIGNED 79 => 1 test cases (0 ~ 1000) ALIGNED 79 [ FAIL ] ! recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$ recan@ubuntu:~/llc/aligned_macro_test$

从log上看，基本实现了功能，对于非对齐的数值，都能做出准确的判断。

大家记住这个宏定义吧！

/* n = 2/4/6/8/16/... */ #define GET_ALIGNED_2_POWER_NUM(num, n) (((num) + (n) - 1) & (~((n) - 1)))

4 题外话

题外话，如果把题目中的N改为【任意非负整数】呢？

又该如何改造这个宏定义呢？

下次有时间，我们再试试看！

5 更多分享

欢迎关注我的github仓库01workstation，日常分享一些开发笔记和项目实战，欢迎指正问题。

同时也非常欢迎关注我的专栏：有问题的话，可以跟我讨论，知无不答，谢谢大家。