【C++】42道面试经典问题总结

• C++ this指针是干什么用的？
  假如一个范例界说了许多对象，类里面有许多界说的私有成员变量，共享一套成员方法。通过this指针这可以区分方法、变量是利用的哪个对象的。
  
• C++的new和delete，new[]和delete[]可以混用吗？
  一般来说operator new 对应 operator delete
  new[] 对应 delete[]ptr ，对于内置范例四者相互混用也行。
  但是，如果是自界说范例。而且提供了析构函数，那么用new[] 就肯定要用delete[]ptr，不能够混用。
  delete相对于free，1.调用析构函数2.开释内存
  
• C++的static关键字的作用？
  从面向过程角度来说：static可以修饰全局变量，函数，局部变量。
  对于static修饰全局变量，函数，添加static关键字后变成只当前文件可见，缘故原由：再符号表中符号的作用域就从global变成了local）
  对于static修饰局部变量-变量初始化并且初始化不为0的放在了.data段，没有初始化或者初始化为0的放在了.bss端（局部变量不产生符号，在栈上通过ebp-偏移量来访问的）
  从面向对象角度来说：static可以修饰成员变量，成员方法（从私有变成共享）修饰成员方法时不会再生成this指针了，直接通过类作用域调用即可。
  
• C++的继承有什么好处？
  继承属于类和类之间的关系（除了继承另有组合）
  继承是 a kind of关系 一种
  组合是 a part of关系 一部分
  继承好处：
  代码复用
  通过继承，在基类里面给所有派生类可以保存同一的纯虚函数接口，等待派生类举行重写，通过使用多态，可以通过基类指针访问不同派生类对象的同名覆盖方法（做到开闭原则）
  
• 讲一下C++ 的继承多态
  多态：静态多态和动态多态，静态多态是指编译时期的多态，比如函数重载和模板
  动态多态是指运行时期的多态，比如虚函数和通过基类指针/引用指向派生类对象
  
• C++ 空间设置器是什么？
  空间设置器allocator：给容器使用的，主要作用就是把内存开辟与对象构造分开，把对象析构和内存开释分离开。
  分开缘故原由：当我们去初始化一个容器时，底层应该是空的，只有内存，没有对象，但是如 果在容器构造时直接用new，不仅会开辟内存还会构造许多无用的对象 。当容器删除一个元素时不应该举行内存开释（背面可能会继续使用），只用把对象析构掉即可。
  
• vector和list的区别？
  vector底层数据布局是数组，list底层数据布局是链表。
  vector底层内存可以做二倍扩容的数组（内存是一连的），提供了尾部的增加删除利用，时间复杂度都是O(1)，适合做随机访问时间复杂度是O(1)（优先级队列是基于vector实现）
  list是一个循环的双向链表，适合增加、删除节点，时间复杂度都是O(1)。
  
• map和多重map？
  map：映射表【key-value】底层是由红黑树实现
  multimap：唯一一点不同之处就是允许key重复
  红黑树：5个性质（每个节点都要有颜色，根节点必须为黑色，叶子节点必须是黑色，从根节点到每一个叶子节点的路径上，不能出现一连的赤色节点，不允许出现两个一连的赤色节点）插入的3种方式（最多旋转2次），删除的4种环境（最多旋转3次）
  
• C++如何防止内存泄漏？智能指针详述？
  内存泄漏：分配到堆内存（没有名字，只能用指针来指向）没有开释，也再没有时机去开释了
  智能指针有：
  auto_ptr/scoped_ptr/unique_ptr
  shared_ptr和weak_ptr
  （待补充）
  
• C++如何调用C语言语句？
  C和C++生成符号的方式不同，C和C++语言之间的API接口是无法直接调用的
  C语言的函数必须扩在extern"C"{}
  

1. #ifdef __cplusplus
2. extern "c"
3. {
4. #endif
5.   int sum(int,int); //在C语言下只会根据函数名生成符号，在C++下会根据函数名+参数列表生成符号
6. #ifdef __cplusplus
7. }
8. #endif

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• C++什么时候会出现访问越界？
  系统给我们分配了既定大小的内存，但是在访问内存的时候如果超过了既定内存的大小，就是越界访问了
  1.访问数组元素越界
  2.vector容器访问-vectorwec； wec[2]越界
  3.string str；str[2]
  4.array内存不可扩容的数组
  5.字符串处理，没有添加’\0’字符，导致访问字符串的时候越界·
  6.使用范例强转，让一个大范例（派生类）的指针指向一块小内存（基类对象），然后指针解引用，访问的内存就会越界
  
• C++中的类的初始化列表？
  可以指定对象成员变量的初始化方式，尤其是指定成员对象的构造方式 （初始化先后顺序与界说顺序有关，与在初始化列表里出现的顺序无关）
  
• C和C++的区别？C和C++的内存分布有什么区别？
  1.C++有引用，引用是一种更安全的指针
  2.C++支持函数重载
  3.C++有new/delete与malloc/free有区别
  4.C++有const、inline、带默认值参数的函数
  5.C++支持模板，泛型编程
  6.C++有类和对象，是OOP语言，可以采取许多设计模式
  7.C++支持STL标准模板库，使解决问题更加方便
  8.C++有异常机制、智能指针、运算符重载（使对象的运算表现的和内置范例一样）
  

C和C++的内存分布没有区别，usr space （reserve、.text、.rodata、.bss、heap stack 命令行参数和环境变量）+kernal space（ZONE_DMA 、ZONE_NORAMAL、ZONE_HIGHMEM）

• int* const p和const int* p区别？
  const在* 的 右边，右定向 p不能修改，p可以修改
  const在 的左边，左定值 p可以修改，*p不能修改
  
• malloc和new的区别？
  1.malloc按字节开辟内存 new底层也是通过malloc开辟内存，但是还可以提供初始化利用
  2.malloc开辟内存失败，会返回NULL、new开辟内存失败，会抛出bad_alloc范例的异常
  3.malloc现实上是一个C的库函数，operator new是运算符重载函数
  4.malloc对于单个或者数组内存开辟方法都一样
  
• map和set容器的实现原理？
  set称作集合，里面只存储、key
  map称作映射表，存储【key、value】键值对
  两者底层数据布局都是红黑树，
  
• shared_ptr引用计数存放在那里？
  
• 18.STL底层
  STL包罗标准容器：顺序容器（vector、deque、list）、容器适配器（stack、queue、priority_queue）、关联容器（有序（set、map’）和无序（un））
  近容器：数组、string、bitset
  迭代器
  泛型算法
  deque底层是动态开辟的二维数组
  
• STL中迭代器失效问题？
  迭代器是不允许一边读一边修改的
  当通过迭代器插入一个元素，所有迭代器就都失效了
  当通过迭代器删除一个元素，当前删除位置背面所有元素的迭代器就都失效了
  当通过迭代器更新容器元素以后，要及时对迭代器举行更新，insert/ erase方法都会返回新位置的迭代器
  
• struct和class的区别？
  1.界说类的时候，struct默认是公有的，class默认是私有的
  2.继承时，如果不写明继承方式，class默认继承方式是私有继承，struct默认是公有继承
  3.在C++中struct空布局体是0 struct空类是1
  4.C++11初始化可以写成 stuct Data{int ma,int mb} Data data={10,20};
  5.class在template还可以界说模板范例参数
  
• 编译链接全过程？
  编译：预编译、编译、汇编、生成二进制可重定位obj文件*.o
  链接：归并段，符号解析、符号的重定向生成可执行文件
  
• 初始化全局变量和未初始化全局变量有什么区别？
  初始化而且初始值不为0的放在了.data段
  未初始化，初始化位0的放在了.bss段
  
• 堆和栈的区别？
  1.内存大小不同：堆内存的大小远远大于栈内存
  2.内存分配方式不同：堆内存是通过malloc和new开辟的，必须手动开释内存free和delete
  栈内存是函数的运行在栈上分配栈帧，系统主动分配主动接纳内存
  3.内存增长方向不同：堆的内存分配是从低地点到高地点
  栈内存分配是从高地点到低地点
  4.生存周期不同
  
• 构造函数和析构函数可不可以是虚函数？
  构造函数不可以使虚函数，析构函数可以是虚函数
  构造函数不能是虚函数，因为对象还没有构造出来，也就没有虚函数指针，没有虚函数指针也就无法指向虚函数表。
  虚析构函数，把基类的析构函数实现成虚析构函数，则对析构函数的调用举举措态绑定，基类、派生类的析构函数就都可以调用到
  
• 构造函数和析构函数中能不能抛出异常？
  构造函数不能抛出异常，如果可以抛出异常的话，假如对象创建失败，则就不会调用析构函数了，从而造成内存泄漏（可以举行代码分离，保证对象创建是乐成的，析构函数也就可以正常执行）
  析构函数也不能抛出异常，抛出异常后，析构函数背面资源开释的代码就不会执行了，也会造成造成内存泄漏
  所以一般把堆内存用智能指针来代替，确保资源内存正常开释
  
• 宏和内联函数的区别？
  #define和inline
  宏是预编译阶段处理（字符串替换）的，宏没有办法举行调试，可以界说常量，代码块，函数块…
  内联函数是编译阶段处理（在函数调用点，通过函数的实参把函数代码直接展开调用，节省了函数的调用开销）的，inline函数可以调试（debug版本下inline就和普通函数一样，有标准的函数调用过程），只能用来修饰函数
  
• 局部变量存放在那里？
  局部变量存放stack上，通过ebp指针偏移-4来访问的，不会产生符号
  
• 拷贝构造函数，为什么传引用不传值？
  传值会直接产生编译错误
  比如：
  

1. class Test
2. {
3. public:
4.         Test(const Test t);
5. }
6. Test t1;
7. Test t2(t1);
8. //实际上是 t2.Test(t1)->先用t1拷贝构造形参t const Test t(t1)->t.Test(t1).......无限循环

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• 内联函数和普通函数的区别？
  函数的调用开销
  push ebp压入实参
  mov ebp esp
  sub esp 4Ch开辟栈帧
  rep stos 0×CCCCCCCC（Windows）
  注意在GCC（gcc/g++下不会做初始化利用）
  开释栈
  mov esp,ebp esp从栈顶指向栈低
  pop ebp epb指向调用方函数的栈低
  ret 把下一行指令地点放入寄存器的地点里
  
• 如何实现一个不可以被继承的类？
  派生类的初始化过程是：基类构造然后是派生类构造。所以可以把基类的构造函数私有化
  
• 什么是纯虚函数？为什么要有纯虚函数？虚函数表放在那里？
  virtual void func()=0; -》纯虚函数（抽象类）不能够实例化对象，但是可以界说指针和引用。
  一般界说在基类里面。基类不代表任务实体·，它的主要作用之一就是给所有的派生类保存同一的纯虚函数接口，让派生类举行重写方便多态机制使用。因为基类不需要实例化，它的方法也就不知怎么去实现。
  虚函数表是在编译阶段产生的，虚函数表运行时加载到.rodata段（只读数据段）
  
• 手写单例模式
  
• C++中const，const与static的区别？
  const界说的叫做常量，它的编译方式是：编译过程中，把出现常量名字的地方，用常量的值举行替换
  

1. const int a = 10;
2. int *p = (int*)&a;
3. *p = 20;
4. cout<<"a = "<<a<<"*p= "<<*p<<endl;
5. //结果是 a = 10 *p = 20

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1. int b =3;
2. const int a = b; //此时a叫做常变量
3. int *p = (int*)&a;
4. *p = 20;
5. cout<<"a = "<<a<<"*p= "<<*p<<endl;
6. //结果是 a = 20 *p = 20

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const还可以界说常成员方法 -this指针从Test* this =》 const Test * this普通对象和常对象就都可以调用了
const和static的区别
从面向过程来说：
const只能修饰全局变量、局部变量、形参变量
static可以修饰全局变量、局部变量
const：不能修饰函数
static 可以修饰函数，改变符号的作用域，改成只本文件可见
从面向对象来说：
const修饰的叫常方法（普通对象和常对象就都可以调用，但是只能举行读利用，不能举行写利用）/常成员变量（不能别修改的变量，必须在构造函数初始化列表中界说）都依赖于对象
static修饰的叫静态方法（本质是this指针没有了，不依赖于对象，通过类作用域访问）/静态成员变量

• 四种强制范例转换？
  const_cast：去掉常量属性
  static_cast： 范例安全转换
  reinterpret_cast：C风格范例转换
  dynamic_cast：支持RTTI信息辨认的范例转换
  
• 具体表明deque的底层原理
  底层是动态开辟的二维数组
  #define MAP_SIZE 2 //MAP_SIZE （T*）一维数组的大小
  #define QUE_SIZE(T) 4096/sizeof(T) //二维数组开辟的大小
  deque是双端队列，两端都有对头和队尾。两端都可以插入删除，时间复杂度是O(1)
  

扩容：第一维数组按照2倍方式举行扩容2-4-8…
扩容以后会把原来的第二维的数组，从新一维数组的oldsize/2 开始存放，也就是从中间开始存放，为了首尾插入方便。
deque的内存使用率比较好，刚开始就有一段内存可以提供使用

• 虚函数？
  一个类如果有虚函数，那么在编译阶段就要产生一张虚函数表，在运行的时候加载到.rodata段
  用指针或者引用时，来调用虚函数时，通过指针访问对象的头四个字节·vfptr去相应的vftable中取虚函数的地点举举措态绑定调用
  
• 一个类，写一个构造函数，又写了一个虚构造函数，可不可以？会发生什么？
  虚函数的调用条件是对象存在，
  一个派生类的构造要先调用基类构造函数，如果基类是虚构造函数则会无限循环
  在构造函数中，是不会举举措态绑定的，虚构造函数本身也不能实现成虚函数。
  
• 异常是怎么回事？
  

1. try
2. {
3. 可能会抛出的异常代码
4. }
5. catch(const string& err)
6. {
7. 捕获相应异常类型对象，进行处理，完成后，继续向下运行
8. }

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异常的栈展开：
在当前函数栈帧上没有找到相应的catch块处理，就会把异常抛给调用方函数，调用方依然安装这样的逻辑来处理，如果捕获相应异常范例对象，则举行处理，完成后，继续向下。如果还没有找到，依然会抛给调用方，反复判断处理，直到到达main主函数，再抛给系统，直接停止进程。
可以把代码中所有的可能发生的异常抛出到同一的地方举行处理，不会出现问题就随时exit（0）；

• 早绑定和晚绑定？
  早绑定（静态绑定）： 编译时期的绑定，普通函数的调用，用对象调用虚函数，在Call编译阶段就已经知道调用的那个函数了
  晚绑定（动态绑定）：用指针/引用调用虚函数的时候，都是动态绑定
  p->vfptr->vftable->virtual addr->call eax
  
• 指针和引用的区别？
  从反汇编角度分析：
  

1. int a =10;
2. int* p = &a;
3. int &q  = a;
4. //前面两句在汇编指令上完全一致的 把a的内存拿出来放在寄存器，再把寄存器的值放在底层的4字节的指针变量
5. lea eax,[a] mov dword ptr[ebp-8],eax
6. lea eax,[a] mov dword ptr[ebp-0Ch],eax
7. *p = 20;
8. q = 20;
9. //指令也一样，先从底层4字节的指针里面拿出来引用内存的地址，再把20写到4字节内存的地址里面
10. mov eax,dword ptr[ebp -8] mov dword ptr[eax],14H
11. mov eax,dword ptr[ebp -0Ch] mov dword ptr[eax],14H

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• 智能指针交叉引用问题怎么解决？
  

界说对象的时候使用强智能指针shared_ptr
引用对象的时候用弱智能指针weak_ptr
当通过weak_ptr访问对象成员时，需要先调用weak_ptr的lock提升方法，把weak_ptr提升成shared_ptr智能指针，再举行对象成员的调用

• 重载的底层实现？
  C++生成函数符号，是依赖于函数名字+参数列表
  当我们编译到函数调用点时，根据函数名字和传入的实参（范例，个数）和某一个函数重载匹配的话，就直接调用相应的函数重载版本（静态多态，都是在编译阶段处理的）
  

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