# previous exam

## call by refence & bit set

#define SET_BIT(x,n) ((x) |= (1<<(n)))
#define CLEAR_BIT(x,n) ((x) &= ~(1<<(n)))
void swap(int *num1, int *num2){
    int temp = *num1;
    *num1 = *num2;
    *num2 = temp;
}
int main(){
    int a = 1,b = 2;
    swap(&a,&b);
    int a[3],b[5];
    swap(&a,&b);
    int c = 1;
    SET_BIT(c,3);//001001
    CLEAR_BIT(c,1);//001000
}

## Linked List swap
Leetcode有這題。
這段代碼創建了一個包含四個節點的鏈表：1->2->3->4。然後使用 swapPairs() 函數交換相鄰節點的值。最後，列印鏈表內容，結果為 2->1->4->3。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定義鏈表節點結構體
struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};

// 交換相鄰節點的值
void swapPairs(struct Node* head) {
    struct Node* temp = head;
    while (temp != NULL && temp->next != NULL) {
        // 交換相鄰節點的值
        int temp_data = temp->data;
        temp->data = temp->next->data;
        temp->next->data = temp_data;

        // 指針移到下一組相鄰節點
        temp = temp->next->next;
    }
}

// 輸出鏈表內容
void printList(struct Node* node) {
    while (node != NULL) {
        printf("%d ", node->data);
        node = node->next;
    }
    printf("\n");
}

// 創建新節點
struct Node* newNode(int data) {
    struct Node* node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    node->data = data;
    node->next = NULL;
    return node;
}

int main() {
    // 創建鏈表 1->2->3->4
    struct Node* head = newNode(1);
    head->next = newNode(2);
    head->next->next = newNode(3);
    head->next->next->next = newNode(4);

    printf("Original list: ");
    printList(head);

    // 交換相鄰節點
    swapPairs(head);

    printf("After swapping: ");
    printList(head);

    return 0;
}

## 列出所有memory type

RAM（隨機存取記憶體）：用於臨時存儲資料和程式，其內容在斷電後會丟失。

ROM（唯讀記憶體）：包括固化在晶片上的程式和資料，內容在斷電後不會丟失，只能讀取不能寫入。

Cache（緩存）：位於CPU和主存之間，用於臨時存儲常用的資料和指令，以提高存取速度。

Flash Memory（快閃記憶體）：一種非易失性記憶體，常見於USB驅動器、固態硬碟、SD卡等設備中。

EEPROM（電可擦可程式設計唯讀記憶體）：一種非易失性記憶體，可以被擦除和重新程式設計，用於存儲固件和配置資料。

Register（寄存器）：位於CPU內部的最快速的記憶體，用於存儲指令、資料和位址等臨時資訊。

Virtual Memory（虛擬記憶體）：利用硬碟空間作為RAM的擴展，用於管理程式和資料的記憶體訪問。

DRAM（動態隨機存取記憶體）：一種常見的RAM類型，用於電腦的主記憶體。

SRAM（靜態隨機存取記憶體）：另一種RAM類型，比DRAM速度快但成本更高，常見於緩存和高性能應用。

voltaile memory
non-voltaile memory

"volatile memory" 是指在電腦中臨時存儲資料的一種記憶體類型，其特點是資料在斷電後會丟失。它通常用於存儲臨時資料，如程式執行時的變數、緩存等。RAM（隨機存取記憶體）就是一種volatile memory。

"non-volatile memory" 則是指在電腦中存儲資料的另一種記憶體類型，其特點是資料在斷電後不會丟失，即使沒有電源供應，資料仍然保持。這種記憶體用於長期存儲資料，如硬碟驅動器、固態硬碟、快閃記憶體等。

簡而言之，volatile memory 是臨時記憶體，非永久性的，而 non-volatile memory 則是持久性的，資料可以長期保存。

甚麼是DMA?
DMA是「直接記憶體存取」的縮寫，是一種計算機技術，允許外部設備直接存取系統內存，而無需經過中央處理器(CPU)。這可以提高數據傳輸效率和系統性能。

## 甚麼是race condition?

競爭條件是多個進程或線程競爭共用資源的情況，導致結果取決於執行順序。例如，兩個線程同時訪問並更改相同的變量，可能導致意外的結果，如數據錯誤或系統崩潰。

補充(甭寫):

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

int shared_variable = 0;

// 這是兩個線程都會運行的函數
void *increment(void *arg) {
    int i;
    for (i = 0; i < 1000000; i++) {
        shared_variable++; // 將共用變量增加1000000次
    }
    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

    // 創建兩個線程來執行increment函數
    pthread_create(&thread1, NULL, increment, NULL);
    pthread_create(&thread2, NULL, increment, NULL);

    // 等待兩個線程完成
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    // 列印共用變量的最終值
    printf("Final value of shared_variable: %d\n", shared_variable);

    return 0;
}

在這個例子中，兩個線程同時增加一個全域變量 shared_variable 的值。由於沒有對這個變量的訪問進行同步，因此可能會發生競爭條件。運行多次該程式可能會得到不同的最終值，這就是競爭條件的結果。

## 甚麼是dead lock?

鎖死是多個進程或線程彼此等待對方所持有的資源，導致所有進程都無法繼續執行的情況。

舉例：
兩個進程分別持有A和B兩個資源，但同時等待對方釋放另一個資源。

補充(甭寫):

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *thread1_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex1); // 執行緒1獲取mutex1
    printf("Thread 1 acquired mutex1\n");
    
    // 延時，增加鎖死發生的機會
    sleep(1); 
    
    pthread_mutex_lock(&mutex2); // 嘗試獲取mutex2
    printf("Thread 1 acquired mutex2\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex2); // 釋放mutex2
    pthread_mutex_unlock(&mutex1); // 釋放mutex1

    return NULL;
}

void *thread2_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex2); // 執行緒2獲取mutex2
    printf("Thread 2 acquired mutex2\n");

    // 延時，增加鎖死發生的機會
    sleep(1); 

    pthread_mutex_lock(&mutex1); // 嘗試獲取mutex1
    printf("Thread 2 acquired mutex1\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex1); // 釋放mutex1
    pthread_mutex_unlock(&mutex2); // 釋放mutex2

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

    // 創建兩個執行緒分別執行 thread1_function 和 thread2_function
    pthread_create(&thread1, NULL, thread1_function, NULL);
    pthread_create(&thread2, NULL, thread2_function, NULL);

    // 等待兩個執行緒結束
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    return 0;
}

以下是一個簡單的C代碼示例，展示了鎖死的情況：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

pthread_mutex_t mutex1 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_t mutex2 = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;

void *thread1_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex1); // 執行緒1獲取mutex1
    printf("Thread 1 acquired mutex1\n");

    // 延時，增加鎖死發生的機會
    sleep(1); 
    
    pthread_mutex_lock(&mutex2); // 嘗試獲取mutex2
    printf("Thread 1 acquired mutex2\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex2); // 釋放mutex2
    pthread_mutex_unlock(&mutex1); // 釋放mutex1

    return NULL;
}

void *thread2_function(void *arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex2); // 執行緒2獲取mutex2
    printf("Thread 2 acquired mutex2\n");

    // 延時，增加鎖死發生的機會
    sleep(1); 

    pthread_mutex_lock(&mutex1); // 嘗試獲取mutex1
    printf("Thread 2 acquired mutex1\n");

    pthread_mutex_unlock(&mutex1); // 釋放mutex1
    pthread_mutex_unlock(&mutex2); // 釋放mutex2

    return NULL;
}

int main() {
    pthread_t thread1, thread2;

    // 創建兩個執行緒分別執行 thread1_function 和 thread2_function
    pthread_create(&thread1, NULL, thread1_function, NULL);
    pthread_create(&thread2, NULL, thread2_function, NULL);

    // 等待兩個執行緒結束
    pthread_join(thread1, NULL);
    pthread_join(thread2, NULL);

    return 0;
}

在這個例子中，執行緒1嘗試獲取mutex1，然後等待1秒。而在此時，執行緒2已經獲取了mutex2，並等待1秒。接著，執行緒1嘗試獲取mutex2，而執行緒2嘗試獲取mutex1，由於各自持有的mutex被對方所佔用，兩個執行緒都無法繼續執行，導致鎖死的發生。

## 其他建議
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https://medium.com/%E6%8A%80%E8%A1%93%E7%AD%86%E8%A8%98/%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95%E7%B3%BB%E5%88%97-%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E8%B3%87%E6%96%99%E7%B5%90%E6%A7%8B-linked-list-%E8%88%87-array-553cb926029f

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