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【C++】42道面试经典问题总结

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#ifdef __cplusplus
extern "c"
{
#endif
  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
#ifdef __cplusplus
}
#endif
  1. 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.使用类型强转,让一个大类型(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
  2. 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 (初始化先后顺序与定义顺序有关,与在初始化列表里出现的顺序无关)
  3. 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,可以采用很多设计模式
    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类型一样)

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)

  1. 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

  2. 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操作
    2.malloc开辟内存失败,会返回NULL、new开辟内存失败,会抛出bad_alloc类型的异常
    3.malloc实际上是一个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

  3. 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
    两者底层数据结构都是红黑树,

  4. shared_ptr引用计数存放在哪里?

  5. 18.STL底层
    STL包括标准容器: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

  6. 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,当前删除位置后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,要及时对迭代器进行更新,insert/ erase方法都会返回新位置的迭代器

  7. struct和class的区别?
    1.定义类的时候,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空结构体是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还可以定义模板类型参数

  8. 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:合并段,符号解析、符号的重定向生成可执行文件

  9. 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

  10. 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进行动态绑定,基类、派生类的析构函数就都可以调用到

  11. 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(可以进行代码分离,保证对象创建是成功的,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,析构函数后面资源释放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,确保资源内存正常释放

  12. 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,宏没有办法进行调试,可以定义常量,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

  13. 局部变量存放在哪里?
    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

  14. 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:

class Test
{
public:
	Test(const Test t);
}
Test t1;
Test t2(t1);
//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
  1. 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++下不会做初始化操作)
    释放栈
    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 把下一行指令地址放入寄存器的地址里
  2. 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
  3. 什么是纯虚函数?为什么要有纯虚函数?虚函数表放在哪里?
    virtual void func()=0; -》纯虚函数(抽象类)不能够实例化对象,但是可以定义指针和引用。
    一般定义在基类里面。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留统一的纯虚函数接口,让派生类进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)
  4. 手写单例模式
  5. C++中const,const与static的区别?
    const定义的叫做常量,它的编译方式是:编译过程中,把出现常量名字的地方,用常量的值进行替换
const int a = 10;
int *p = (int*)&a;
*p = 20;
cout<<"a = "<<a<<"*p= "<<*p<<endl;
//结果是 a = 10 *p = 20 
int b =3;
const int a = b; //此时a叫做常变量
int *p = (int*)&a;
*p = 20;
cout<<"a = "<<a<<"*p= "<<*p<<endl;
//结果是 a = 20 *p = 20 

const还可以定义常成员方法 -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,但是只能进行读操作,不能进行写操作)/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定义)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

  1. 四种强制类型转换?
    const_cast:去掉常量属性
    static_cast: 类型安全转换
    reinterpret_cast:C风格类型转换
    dynamic_cast:支持RTTI信息识别的类型转换
  2. 详细解释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倍方式进行扩容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的内存利用率比较好,刚开始就有一段内存可以提供使用

  1. 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?
    虚函数的调用前提是对象存在,
    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,是不会进行动态绑定的,虚构造函数本身也不能实现成虚函数。

  2. 异常是怎么回事?

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

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,如果捕获相应异常类型对象,则进行处理,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,直接终止进程。
可以把代码中所有的可能发生的异常抛出到同一的地方进行处理,不会出现问题就随时exit(0);

  1. 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

  2. 指针和引用的区别?
    从反汇编角度分析:

int a =10;
int* p = &a;
int &q  = a;
//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 
lea eax,[a] mov dword ptr[ebp-8],eax
lea eax,[a] mov dword ptr[ebp-0Ch],eax
*p = 20;
q = 20;
//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
mov eax,dword ptr[ebp -8] mov dword ptr[eax],14H
mov eax,dword ptr[ebp -0Ch] mov dword ptr[eax],14H
  1. 智能指针交叉引用问题怎么解决?

定义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,再进行对象成员的调用

  1. 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(类型,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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