20170328_C++程序员必备的20个知识点——部分2

20170328_C++程序员必备的20个知识点

11、解释下类的三大特性：封装、继承、多态？

PS：参考博客：20170326_请说出C与C++的区别。

（1）C++ 的三大特性是指封装、继承、多态。

（2）对于封装，封装可以把有关联的数据和函数封装在一个对象中，形成一个基本单位，各个对象之间相对独立、互不干扰。同时，封装还可以对外隐藏数据、隐藏函数的实现细节，仅留下少量必须的对外接口，使得代码模块化，安全性更高。

（3）对于继承，它包括 public、protected、private三种继承方式，它是指从基类派生出派生类，该派生类实现了对基类已有代码模块的继承与扩展，封装和继承都是为了代码重用，也就是增加代码的复用性。

（4）对于多态，它包括静态多态性和动态多态性。其中，静态多态性是由函数重载和运算符重载实现的，而动态多态性是通过基类虚函数和基类指针配合使用实现的。总之，多态是指一个接口、多种实现方法的现象。它是为了实现接口重用，增加代码的可扩充性。

12、指针和引用的区别是什么？

（1）指针是一个变量，操作系统需要为指针变量本身分配内存空间，同时，这个变量里面存储的是一个地址，这个地址指向内存中的一个存储单元。引用只是一个变量的别名，操作系统不为它分配存储空间，它和被绑定的变量共用一块内存空间。

（2）指针在使用时需要解引用，使用 * 运算符，对指针的操作包括：对指针本身的操作和对指针所指向的内存的操作。引用在使用时不需要解引用运算符，对引用的操作则是对该引用所绑定的变量的直接操作。

（3）引用，不能为空，在定义时必须要被初始化，而且只能被初始化一次。指针可以为空，在定义时可以初始化、也可以不初始化，另外，它也可以根据需要改变指针的指向。

（4）指针有 const 指针，但是引用没有 const 引用。

（5）sizeof（引用），得到的是所绑定的变量的大小。sizeof（指针），得到的是指针本身的大小。

（6）指针有一级指针、二级指针等多级之说。引用没有。指针的自增、自减运算符的含义和引用的自增、自减运算的符含义是不一样的。

13、什么是内存泄漏？面对内存泄漏和指针越界，你有哪些方法？你通常使用哪些方法来避免和减少这类错误的发生？

（1）参考博客：20170327_请说出C++中的内存分区。

（2）内存泄漏，指的是堆内存的泄露。堆内存是程序从堆栈区中分配出来的大小任意的一个内存块，通常是由malloc() 函数和new 运算符动态申请，用完过之后要手动释放，使用的是free()  函数delete 运算符，才能使该内存块回收以留他用。

但是，如果程序员忘记了手动释放，那么便会造成该内存块不能被再次使用，也就是说这块内存泄露了。

（3）方法：使用的时候要记得指针所指数组的长度。动态分配的内存空间在使用完毕之后要记得手动释放。动态分配内存的指针最好不要再次被赋值。对指针进行赋值的时候，要注意这个被赋值指针需不需要被释放。

14、常用的排序算法有哪些？简单描述几个排序算法的优缺点。

（1）参考博客：20170328_请说出各个排序算法的时间复杂度和稳定性。

15、new 和 malloc 的区别？

（1）malloc() 函数和 free() 函数是 C 语言中的标准库函数，它们的功能就是动态申请内存空间、使用完毕之后内存空间再被释放，在 C++ 中新标准中，它们依然存在，只是可以被功能更强大、使用更广泛的 new 运算符和 delete 运算符代替。

（2）对于非基本数据类型而言，比如类，光使用 malloc() 和 free() 是不够的，它无法满足动态对象自身的要求，对象在创建的同时需要自动执行构造函数、在被释放的时候需要自动执行析构函数。

（3）由于malloc() 和 free() 是库函数，不是运算符，因此它们不在编译器的控制范围内，不能够吧执行构造函数和析构函数的任务强加给它们。因此，C++ 需要一个能够完成动态内存分配且进行初始化工作的运算符 new 和一个完成清理与释放内存空间工作的运算符 delete 。

（4）new 可以认为是 malloc() 函数 + 构造函数的执行。new 出来的指针是直接带类型信息的，而 malloc() 函数返回到都是 void * 类型的指针。delete 可以认为是 free() 函数 + 析构函数的执行。

16、TCP通信和UDP通信的差别是什么？什么是IOCP？

（1）TCP 通信 —— UDP  通信：

（1）有无连接、是否可靠、速度快慢：

• TCP ，指的是传输控制协议，提供的是面向有连接的、可靠的服务。这意味着当客户端和服务器之间通过TCP 协议传输数据之前，必须先建立TCP连接，连接之后才能进行数据传输。    （1）其中，建立连接的过程被称之为“握手”，它是通过控制“消息”在客户端和服务器之间来回互换实现的。    （2）提供可靠性传输，这意味着使用TCP 协议发送的消息是保证交付给客户端的。如果消息在传输过程中丢失或者超时，那么它将重发，这就是TCP 提供的重发机制。    （3）也正因为如此，TCP 传输速度比较慢。
  
• UDP，指的是用户数据报协议，提供的是面向无连接的、不可靠的服务。这意味着UDP 在传输数据报之前不需要在客户端和服务器之间事先建立连接，它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能够到达目的地，而且它也没有超时重发机制，因此它是不可靠的，但是它的传输速度很快。
  

（2）流量控制、拥塞控制：

• TCP  提供流量控制和拥塞控制。
• UDP 不提供流量控制和拥塞控制。
  

（3）首部格式：

• TCP 具有比UDP 更大的首部。一个TCP  首部的大小是20 字节。

• 一个UDP 首部的大小是8 字节。
• TCP 首部和UDP 首部所包含的内容差异很大。

（2）IOCP 是什么：

• IOCP 的全称是 I/O  completion port，中文名字是 I/O 完成端口。
• IOCP 是一个异步 I/O 的API，它可以高效的将 I/O 事件通知给应用程序。
• 与使用 select() 或是其它异步方法不同的是：一个套接字 [ socket ] 与一个完成端口关联了起来，然后就可继续进行正常的Winsock操作了。然而，当一个事件发生的时候，此完成端口就将被操作系统加入一个队列当中，然后应用程序可以对核心层进行查询以得到此完成端口。
  

17、同步 IO 和异步 IO 的区别，你知道么？

（1）同步IO，指的是，线程启动一个IO 操作后，就立即进入等待状态，直到这个 IO 操作完成之后、返回了结果，这个线程才会重新醒来、继续执行后续的操作。

（2）异步IO ，指的是，线程发送一个IO 请求到系统内核，然后接着处理其他的事情，内核完成这个IO  请求后，将会通知这个线程IO 操作完成了，然后这个线程再利用这个调用的返回值继续其他的操作。

（3）如果IO 请求需要大量的执行时间，那么异步IO 方式可以显著提高效率，因为在线程等待的这段时间内，CPU 可以调度其他的线程进行执行。如果没有其他的线程需要执行，则这段时间将会被浪费掉。    但是，如果IO  操作时间很短暂，用异步IO 方式会导致线程与线程之间频繁的交换，反而比较低效率，此时最好使用同步IO 方式。

（4）简单的说就是：同步在编程里，一般是指某个操作执行完毕之后，才可以继续执行后面的操作，拿到IO 上面来说就是，我要完成这个IO 操作之后才继续进行后面的操作。    异步则指的是，我交代给操作系统一个IO 操作，你先执行，它执行的结果我过会来拿，在OS 执行的这段时间内，我还要去干其他的事情。

18、解释下C++ 中的静态函数和静态变量？

（1）参考博客：20170328_Ｃ＋＋程序员必备的20个知识点。

（2）类中的静态数据成员，在编译时创建并且初始化：在该类的任何对象建立之前就已经存在了，它不属于某一个具体的对象，它属于整个类的，在内存中只占据一份内存空间，所以每个对象都可以使用它。

类中的非静态数据成员，则是属于某一个具体的类对象的，存在于不同的内存空间中，不同的类对象该数据成员可能不同。

（3）静态的数据成员和成员函数，实现了同类对象之间的信息共享。

（4）静态的数据成员和成员函数，在类外存储，求类的大小时，并不包含在内。

（5）静态成员函数的意义，不在于信息共享、数据沟通，而在于管理静态数据成员、完成对静态数据成员的封装。

（6）静态成员函数只能访问静态数据成员。非静态成员函数即可访问静态数据、也可访问非静态数据。

原因在于：非静态成员函数访问数据时，在调用时 this 指针会被当作参数传进去。而静态成员函数是属于类的，不属于对象，所以它没有this 指针，因此只能访问静态数据成员。

19、说下你对内存的了解？

（1）参考博客：20170327_请说出C++中的内存分区。