嵌入式开发高频面试题——第二章 C/C++高频面试题(上)

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2.1 C 和 C++ 的区别、概念相关面试题

2.1.1 new 和 malloc 的区别 ⭐⭐⭐⭐⭐

• new 是 C++ 的运算符，malloc 是 C 语言的库函数。
• new：
  • 会调用构造函数来初始化对象，并返回具体的对象指针。
  • 返回对象的实际类型，不需要进行强制类型转换。
  • 内存分配失败时会抛出异常 std::bad_alloc。
• malloc：
  • 仅仅分配内存，不调用构造函数进行初始化。
  • 需要强制转换返回的 void* 类型指针。
  • 内存分配失败时返回 NULL。
  • malloc 只分配内存，free 用于释放。
  • new 配合 delete 使用，自动调用析构函数。

2.1.2 malloc 的底层实现 ⭐⭐⭐⭐

malloc 的底层实现主要依赖于操作系统提供的 brk() 或 mmap() 系统调用。它们可以向内核申请动态内存。内存通常来自堆区，通过链表或分块的方式进行管理。具体实现通常会使用 glibc 中的 ptmalloc 或其他类似算法。它们通过分配内存块和合并空闲内存来提高效率。

2.1.3 在 1G 内存的计算机中能否 malloc(1.2G)？为什么？ ⭐⭐

不一定能成功。因为 malloc 分配的是虚拟内存，并不要求物理内存立即足够，但这也依赖于操作系统的虚拟内存管理和交换空间（swap）。操作系统可以使用虚拟内存技术分配超过物理内存大小的空间，但如果超过了系统可用虚拟内存的范围，malloc 就会失败，返回 NULL。

2.1.4 指针与引用的相同和区别；如何相互转换？ ⭐⭐⭐⭐⭐

• 相同点：

  • 都可以用于操作其他变量或对象。

• 区别：

  • 指针：
    • 可以改变所指向的对象。
    • 可以是 NULL，不一定指向有效对象。
    • 使用 * 访问指向的对象，使用 & 获取变量地址。</