[C++面试] 基础题 1~10

1、类的特殊成员函数的总结(3-2-1)

  • 构造函数(三个构造)
    • 普通构造函数:用于创建对象并初始化其成员。
    • 拷贝构造函数:用已存在的对象创建新对象,进行深拷贝(若有资源管理时需自定义)。
    • 移动构造函数:以右值引用为参数,转移资源所有权(如指针),避免不必要的深拷贝,提高效率。
  • 赋值函数(两个赋值)
    • 普通赋值函数:实现对象间的赋值操作(需处理自赋值、深拷贝等情况)。
    • 移动赋值函数:通过右值引用转移资源,避免深拷贝开销,通常配合转移构造函数实现资源管理优化。
  • 析构函数(一个析构):用于对象生命周期结束时释放资源(如动态分配的内存、文件句柄等),确保资源不泄漏。

2、 移动赋值函数为什么不加const

拷贝赋值函数 MyString& MyString::operator=(const MyString& ob) 参数加 const,是为了:

  • 防止意外修改原对象:拷贝赋值仅复制原对象数据,不希望修改原对象,const 可避免函数内误操作修改原对象。
  • 提高通用性:能接受常量对象作为参数,若不加 const,则无法对常量对象进行拷贝赋值操作。

移动赋值函数 MyString& operator=(MyString&& ob) 不加 const:

  • 移动语义的核心是转移资源所有权,需要修改被移动对象(如将其内部指针置空,避免后续重复释放资源)。
  • 若参数加 const,则无法修改被移动对象,导致移动语义无法实现。

3、重载与覆盖

重载(Overloading)​

发生在同一作用域内(如同一个类中),允许存在多个同名函数,但参数列表必须不同​(参数类型、个数或顺序不同)

class Example {
public:
    void func(int a) { /*...*/ }       // 重载版本1
    void func(double b) { /*...*/ }    // 重载版本2(参数类型不同)
    void func(int a, int b) { /*...*/ } // 重载版本3(参数个数不同)
};
  • 返回值类型无关​:仅返回值不同不能构成重载
  • 编译时静态多态​:编译器根据调用时的实参类型和数量选择匹配的函数
  • 无虚函数要求​:普通成员函数即可重载

覆盖(Overriding)

发生在继承关系中​(派生类与基类之间),派生类重新定义基类的虚函数,要求函数签名(名称、参数列表、返回类型)完全一致

class Base {
public:
    virtual void show() { /*...*/ }  // 基类虚函数
};

class Derived : public Base {
public:
    void show() override { /*...*/ } // 覆盖基类虚函数(C++11后推荐使用override关键字)
};
  • 必须虚函数​:基类函数需声明为virtual,否则派生类同名函数为隐藏而非覆盖
  • 运行时多态​:通过基类指针或引用调用时,根据对象实际类型决定执行哪个版本
  • 协变返回类型​:派生类返回类型可以是基类返回类型的派生类

当派生类重写基类的虚函数时,允许返回基类方法返回类型的派生类对象。​

  • Liskov替换原则​:派生类对象可替代基类对象使用
  • 隐式类型转换​:Dog* 可隐式转换为 Animal*,但反向转换需显式处理
// 基类
class Animal {
public:
    virtual Animal* clone() const {  // 返回基类指针
        return new Animal(*this);
    }
    virtual void speak() const { std::cout << "Animal sound" << std::endl; }
};

// 派生类
class Dog : public Animal {
public:
    // 协变返回类型:返回派生类指针
    Dog* clone() const override {   
        return new Dog(*this);
    }
    void speak() const override { std::cout << "Bark!" << std::endl; }
};

int main() {
    Animal* animal1 = new Dog();
    Animal* clonedAnimal = animal1->clone();  // 实际调用Dog::clone()
    
    clonedAnimal->speak();  // 输出 "Bark!"(无需类型转换)
    
    delete animal1;
    delete clonedAnimal;
    return 0;
}

若派生类定义了与基类同名但参数不同的函数(无论基类是否为虚函数),基类函数会被隐藏,而非覆盖

class Base { public: void func(int a) {} };
class Derived : public Base {
    void func(double b) {} // 隐藏基类的func(int),而非覆盖
};

C++11引入override关键字,强制检查派生类函数是否真正覆盖基类虚函数,避免因参数不匹配导致的隐藏错误 

4、C++支持函数重载而C语言不支持的原因

C++通过编译器对函数名进行"名称修饰(Name Mangling)"实现重载:

  • 根据函数参数类型、个数、顺序(容易忽略)生成唯一修饰名
  • 调用时通过符号表匹配正确函数实现
  • C语言不做名称修饰,要求函数名全局唯一,因此无法区分同名不同参的函数

5、函数重载注意事项

  • 必须满足参数列表差异(类型/个数/顺序)
  • 返回值类型不能作为重载依据(会导致编译错误)
  • 同名函数在不同作用域不构成重载
  • 注意隐式类型转换可能引发的二义性:
void func(int a) {}
void func(double b) {}
func(5);     // 明确调用int版
func(5.0);   // 明确调用double版
func('c');   // 调用int版(char→int隐式转换)

6、C/C++代码互调用规范

extern "C" { // C++ 调用C
  #include "c_header.h"
}
// cpp_code.cpp
extern "C" void cpp_func() { /*...*/ }

 在头文件中通过条件编译实现跨语言兼容:

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void shared_function();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

7、const 不影响重载

void func(int a) {}
void func(const int a) {}

 编译器会认为这是两个完全相同的函数,因为:

  • 当参数是按值传递时,const限定符对函数的行为没有实际影响
  • 编译器只关心参数的"底层类型"(underlying type)
  • 对于按值传递的参数,const intint被认为是相同的类型

这会导致编译错误,提示重复定义了同一个函数。

int func(int* a);                  // 指针可变,内容可变
int func(const int* a);            // 指针可变,内容不可变
int func(int* const a);            // 指针不可变(实际声明时与int* a等效)—— 报错
int func(const int* const a);      // 指针/内容均不可变(需在定义中保持const)
  • int* const 是顶层 const(指针本身为 const),C++ 在函数重载解析时忽略顶层 const,视为 int*,与第一个函数参数类型相同,导致冗余声明
  • const int* const 包含顶层 const(指针本身为 const,被忽略)和底层 const(指向 const 对象,保留),最终参数类型为 const int*。与int func(const int *a);  存在重复声明

8、左值引用与右值引用

引用必须初始化,指针可以不初始化。

汇编层面没有引用与指针之间的区分。对引用赋值,等价于底层指针解引用。

引用只有一级引用,没有多级引用。

一个右值引用变变量,本身是一个左值。右值引用只能用来引用右值。

int *p1 = &arr; ❌

  • 问题本质​:类型不匹配
    • arr 作为数组名时,隐式转换为 int*(指向首元素的指针)
    • &arr 的类型是 int(*)[10](指向整个数组的指针)
    • 试图将 int(*)[10] 赋值给 int* 类型指针,类型不兼容

int &q = arr; ❌

  • 问题本质​:引用绑定规则冲突
    • 数组名 arr 是不可修改的左值(代表数组整体)
    • 引用必须绑定到具体对象,而数组名不能作为单个对象的引用
    • 正确做法是绑定到数组元素:int &q1 = arr[0];

&arr 的类型正好匹配 int(*)[10]

9、形参设置默认值

给形参设置默认值时,必须按照从右向左的顺序赋值,不能间隔或从左到右

函数的默认参数既可以在函数定义处指定,也可以在函数声明处指定。

无论是在定义处还是声明处,同一个形参的默认值只能指定一次。如果同时在多处为同一参数提供默认值,会导致编译错误。

默认参数在 编译期替换(编译器直接将默认值写入调用代码),无运行时开销。编译器将默认参数视为编译期常量,直接嵌入调用代码,与程序员显式书写的参数在机器码层面完全等价

10、strlen和sizeof

strlen

运行期计算, size_t strlen(const char *s)仅接受char*类型(字符串),只和字符串有关。

从字符串首地址开始,逐个字符检查,直到遇到 '\0'(空字符,字符串结束标志) 时停止。所以算字符串长度的时候,要思考是不是还需要再加上最后的 '\0'空字符。

仅计算'\0'前的字符(不包含'\0',需字符串正确终止)

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "hello\nworld"; // 包含'\n'
    char str2[] = "abc\0def";    // 提前终止('\0'前的字符计数)
    
    printf("str1长度:%zu\n", strlen(str1)); // 输出11(h,e,l,l,o,\n,w,o,r,l,d,共11个字符)
    printf("str2长度:%zu\n", strlen(str2)); // 输出3(a,b,c,遇到'\0'停止)
    return 0;
}

sizeof

编译期计算,结果为 size_t(字节数,如数组总内存)

sizeof 管内存物理大小(编译期、安全、含所有字节)

包含所有分配的内存(如数组的全部字节,含'\0'

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