本文深入探讨了C++编程中返回栈内存指针的限制、引用与指针的区别与使用，以及如何合并有序链表、实现链表逆序、在数组中查找重复元素等经典算法问题。同时，介绍了C++中的游标（Iterator）概念及其在STL容器中的应用，以及如何使用STL算法高效处理数据。此外，文章还涉及了数据结构、算法、容器、测试等多个方面的知识点。
1、return语句不可返回指向“栈内存”的“指针”或者“引用”，因为该内存在函数体结束时被自动销毁。例如
char * Func(void)
{
char str[] =“hello world”;// str的内存位于栈上
…
return str; //将导致错误
}
2、引用与指针的比较
引用是C++中的概念，初学者容易把引用和指针混淆一起。一下程序中，n是m的一个引用（reference），m是被引用物（referent）。
int m;
int &n = m;
n相当于m的别名（绰号），对n的任何操作就是对m的操作。例如有人名叫王小毛，他的绰号是“三毛”。说“三毛”怎么怎么的，其实就是对王小毛说三道四。所以n既不是m的拷贝，也不是指向m的指针，其实n就是m它自己。
引用的一些规则如下：
（1）引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。
（2）不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。
（3）一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）。
以下示例程序中，k被初始化为i的引用。语句k = j并不能将k修改成为j的引用，只是把k的值改变成为6。由于k是i的引用，所以i的值也变成了6。
int i = 5;
int j = 6;
int &k = i;
k = j; // k和i的值都变成了6;
上面的程序看起来象在玩文字游戏，没有体现出引用的价值。引用的主要功能是传递函数的参数和返回值。C++语言中，函数的参数和返回值的传递方式有三种：值传递、指针传递和引用传递。
以下是“值传递”的示例程序。由于Func1函数体内的x是外部变量n的一份拷贝，改变x的值不会影响n, 所以n的值仍然是0。
void Func1(int x)
{
x = x + 10;
}
…
int n = 0;
Func1(n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 0
以下是“指针传递”的示例程序。由于Func2函数体内的x是指向外部变量n的指针，改变该指针的内容将导致n的值改变，所以n的值成为10。
void Func2(int *x)
{
(* x) = (* x) + 10;
}
…
int n = 0;
Func2(&n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 10
以下是“引用传递”的示例程序。由于Func3函数体内的x是外部变量n的引用，x和n是同一个东西，改变x等于改变n，所以n的值成为10。
void Func3(int &x)
{
x = x + 10;
}
…
int n = 0;
Func3(n);
cout << “n = ” << n << endl; // n = 10
对比上述三个示例程序，会发现“引用传递”的性质象“指针传递”，而书写方式象“值传递”。实际上“引用”可以做的任何事情“指针”也都能够做，为什么还要“引用”这东西？
答案是“用适当的工具做恰如其分的工作”。
指针能够毫无约束地操作内存中的如何东西，尽管指针功能强大，但是非常危险。就象一把刀，它可以用来砍树、裁纸、修指甲、理发等等，谁敢这样用？
如果的确只需要借用一下某个对象的“别名”，那么就用“引用”，而不要用“指针”，以免发生意外。比如说，某人需要一份证明，本来在文件上盖上公章的印子就行了，如果把取公章的钥匙交给他，那么他就获得了不该有的权利。
3、计算内存容量
用运算符sizeof可以计算出数组的容量（字节数）。示例7-3-3（a）中，sizeof(a)的值是12（注意别忘了’/0’）。指针p指向a，但是sizeof(p)的值却是4。这是因为sizeof(p)得到的是一个指针变量的字节数，相当于sizeof(char*)，而不是p所指的内存容量。C++/C语言没有办法知道指针所指的内存容量，除非在申请内存时记住它。
注意当数组作为函数的参数进行传递时，该数组自动退化为同类型的指针。示例7-3-3（b）中，不论数组a的容量是多少，sizeof(a)始终等于sizeof(char *)。
| char a[] = "hello world"; char *p = a; cout<< sizeof(a) << endl; // 12字节 cout<< sizeof(p) << endl; // 4字节 |
示例7-3-3（a） 计算数组和指针的内存容量
| void Func(char a[100]) { cout<< sizeof(a) << endl; // 4字节而不是100字节 } |
示例7-3-3（b） 数组退化为指针
4、指针参数是如何传递内存的？
如果函数的参数是一个指针，不要指望用该指针去申请动态内存。示例7-4-1中，Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存，str依旧是NULL，为什么？
| void GetMemory(char *p, int num) { p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); } |
| void Test(void) { char *str = NULL; GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL strcpy(str, "hello"); // 运行错误 } |
示例7-4-1 试图用指针参数申请动态内存
毛病出在函数GetMemory中。编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本，指针参数p的副本是 _p，编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容，就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。在本例中，_p申请了新的内存，只是把_p所指的内存地址改变了，但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上，每执行一次GetMemory就会泄露一块内存，因为没有用free释放内存。
如果非得要用指针参数去申请内存，那么应该改用“指向指针的指针”，见示例7-4-2。
| void GetMemory2(char **p, int num) { *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); } |
| void Test2(void) { char *str = NULL; GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str strcpy(str, "hello"); cout<< str << endl; free(str); } |
示例7-4-2用指向指针的指针申请动态内存
由于“指向指针的指针”这个概念不容易理解，我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单，见示例7-4-3。
| char *GetMemory3(int num) { char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num); return p; } |
| void Test3(void) { char *str = NULL; str = GetMemory3(100); strcpy(str, "hello"); cout<< str << endl; free(str); } |
示例7-4-3 用函数返回值来传递动态内存
用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用，但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针，因为该内存在函数结束时自动消亡，见示例7-4-4。
| char *GetString(void) { char p[] = "hello world"; return p; // 编译器将提出警告 } |
| void Test4(void) { char *str = NULL; str = GetString(); // str 的内容是垃圾 cout<< str << endl; } |
示例7-4-4 return语句返回指向“栈内存”的指针
用调试器逐步跟踪Test4，发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针，但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。
如果把示例7-4-4改写成示例7-4-5，会怎么样？
| char *GetString2(void) { char *p = "hello world"; return p; } |
| void Test5(void) { char *str = NULL; str = GetString2(); cout<< str << endl; } |
示例7-4-5 return语句返回常量字符串
函数Test5运行虽然不会出错，但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串，位于静态存储区，它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2，它返回的始终是同一个“只读”的内存块。
5、free和delete把指针怎么啦？
别看free和delete的名字恶狠狠的（尤其是delete），它们只是把指针所指的内存给释放掉，但并没有把指针本身干掉。
用调试器跟踪示例7-5，发现指针p被free以后其地址仍然不变（非NULL），只是该地址对应的内存是垃圾，p成了“野指针”。如果此时不把p设置为NULL，会让人误以为p是个合法的指针。
如果程序比较长，我们有时记不住p所指的内存是否已经被释放，在继续使用p之前，通常会用语句if (p != NULL)进行防错处理。很遗憾，此时if语句起不到防错作用，因为即便p不是NULL指针，它也不指向合法的内存块。
| char *p = (char *) malloc(100); strcpy(p, “hello”); free(p); // p 所指的内存被释放，但是p所指的地址仍然不变 … if(p != NULL) // 没有起到防错作用 { strcpy(p, “world”); // 出错 } |
示例7-5 p成为野指针
6、内联函数的编程风格
关键字inline必须与函数定义体放在一起才能使函数成为内联，仅将inline放在函数声明前面不起任何作用。如下风格的函数Foo不能成为内联函数：
inline void Foo(int x, int y); // inline仅与函数声明放在一起
void Foo(int x, int y)
{
…
}
而如下风格的函数Foo则成为内联函数：
void Foo(int x, int y);
inline void Foo(int x, int y) // inline与函数定义体放在一起
{
…
}
所以说，inline是一种“用于实现的关键字”，而不是一种“用于声明的关键字”。一般地，用户可以阅读函数的声明，但是看不到函数的定义。尽管在大多数教科书中内联函数的声明、定义体前面都加了inline关键字，但我认为inline不应该出现在函数的声明中。这个细节虽然不会影响函数的功能，但是体现了高质量C++/C程序设计风格的一个基本原则：声明与定义不可混为一谈，用户没有必要、也不应该知道函数是否需要内联。
定义在类声明之中的成员函数将自动地成为内联函数，例如
class A
{
public:
void Foo(int x, int y) { … } // 自动地成为内联函数
}
将成员函数的定义体放在类声明之中虽然能带来书写上的方便，但不是一种良好的编程风格，上例应该改成：
// 头文件
class A
{
public:
void Foo(int x, int y)；
}
// 定义文件
inline void A::Foo(int x, int y)
{
…
}
7、template
函数模板 template <Class T> Max (T a,T b) 或者 template <Typename T> Max (T a,T b)
类模板 template <Class T> class Person {
int a,b,c;
T var;
};
8、
| STL实践指南 作者 Jeff Bogan |
|
介绍 正文 |
9、堆和栈
堆：顺序随意
栈：先进后出
堆和栈的区别
一、预备知识—程序的内存分配
一个由c/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1）、栈区（stack）— 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈
2）、堆区（heap） — 一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表，呵呵。
3）、全局区（静态区）（static）—，全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放
4）、文字常量区 —常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
5）、程序代码区—存放函数体的二进制代码。
二、例子程序
这是一个前辈写的，非常详细
//main.cpp
int a = 0; 全局初始化区
char *p1; 全局未初始化区
main()
{
int b; 栈
char s[] = "abc"; 栈
char *p2; 栈
char *p3 = "123456"; 123456/0在常量区，p3在栈上。
static int c =0； 全局（静态）初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20);
分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, "123456"); 123456/0放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1）申请方式
stack:由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间
heap:需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数如p1 = (char *)malloc(10);在C++中用new运算符如p2 = (char *)malloc(10);但是注意p1、p2本身是在栈中的
2.2）申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3）申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在 WINDOWS下，栈的大小是2M（也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数），如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4）申请效率的比较：
栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便. 另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活
2.5）堆和栈中的存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令（函数调用语句的下一条可执行语句）的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。
2.6）存取效率的比较
char s1[] = "aaaaaaaaaaaaaaa";
char *s2 = "bbbbbbbbbbbbbbbbb";
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c[] = "1234567890";
char *p ="1234567890";
a = c[1];
a = p[1];
return;
}
2.7）小结：
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出：使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜（发出申请）、付钱、和吃（使用），吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。
堆和栈的区别主要分：
操作系统方面的堆和栈，如上面说的那些，不多说了。还有就是数据结构方面的堆和栈，这些都是不同的概念。这里的堆实际上指的就是（满足堆性质的）优先队列的一种数据结构，第1个元素有最高的优先权；栈实际上就是满足先进后出的性质的数学或数据结构。虽然堆栈，堆栈的说法是连起来叫，但是他们还是有很大区别的，连着叫只是由于历史的原因。
10、C、C++的一些基本知识要点。
C++/C试题
本试题仅用于考查C++/C程序员的基本编程技能。内容限于C++/C常用语法，不涉及数据结构、算法以及深奥的语法。考试成绩能反映出考生的编程质量以及对C++/C的理解程度，但不能反映考生的智力和软件开发能力。
一、请填写BOOL , float, 指针变量 与“零值”比较的 if 语句。（10分）
提示：这里“零值”可以是0, 0.0 , FALSE或者“空指针”。例如 int 变量 n 与“零值”比较的 if 语句为：
if ( n == 0 )
if ( n != 0 )
以此类推。
| 请写出 BOOL flag 与“零值”比较的 if 语句：
|
| 请写出 float x 与“零值”比较的 if 语句：
|
| 请写出 char *p 与“零值”比较的 if 语句：
|
二、以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值（10分）
| char str[] = “Hello” ; char *p = str ; int n = 10; 请计算 sizeof (str ) =
sizeof ( p ) =
sizeof ( n ) = | void Func ( char str[100]) { 请计算 sizeof( str ) = }
|
| void *p = malloc( 100 ); 请计算 sizeof ( p ) =
|
三、简答题（25分）
1、头文件中的 ifndef/define/endif 干什么用？
2、#include <filename.h> 和 #include “filename.h” 有什么区别？
3、const 有什么用途？（请至少说明两种）
4、在C++ 程序中调用被 C编译器编译后的函数，为什么要加 extern “C”声明？
5、请简述以下两个for循环的优缺点
| // 第一个 for (i=0; i<N; i++) { if (condition) DoSomething(); else DoOtherthing(); } | // 第二个 if (condition) { for (i=0; i<N; i++) DoSomething(); } else { for (i=0; i<N; i++) DoOtherthing(); } |
| 优点：
缺点：
| 优点：
缺点：
|
四、有关内存的思考题（20分）
| void GetMemory(char *p) { p = (char *)malloc(100); } void Test(void) { char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str, "hello world"); printf(str); }
请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：
| char *GetMemory(void) { char p[] = "hello world"; return p; } void Test(void) { char *str = NULL; str = GetMemory(); printf(str); }
请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答： |
| Void GetMemory2(char **p, int num) { *p = (char *)malloc(num); } void Test(void) { char *str = NULL; GetMemory(&str, 100); strcpy(str, "hello"); printf(str); } 请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：
| void Test(void) { char *str = (char *) malloc(100); strcpy(str, “hello”); free(str); if(str != NULL) { strcpy(str, “world”); printf(str); } } 请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：
|
五、编写strcpy函数（10分）
已知strcpy函数的原型是
char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);
其中strDest是目的字符串，strSrc是源字符串。
（1）不调用C++/C的字符串库函数，请编写函数 strcpy
（2）strcpy能把strSrc的内容复制到strDest，为什么还要char * 类型的返回值？
六、编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数（25分）
已知类String的原型为：
class String
{
public:
String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
String(const String &other); // 拷贝构造函数
~ String(void); // 析构函数
String & operate =(const String &other); // 赋值函数
private:
char *m_data; // 用于保存字符串
};
请编写String的上述4个函数。
附录C：C++/C试题的答案与评分标准
一、请填写BOOL , float, 指针变量 与“零值”比较的 if 语句。（10分）
| 请写出 BOOL flag 与“零值”比较的 if 语句。（3分） | |
| 标准答案： if ( flag ) if ( !flag ) | 如下写法均属不良风格，不得分。 if (flag == TRUE) if (flag == 1 ) if (flag == FALSE) if (flag == 0) |
| 请写出 float x 与“零值”比较的 if 语句。（4分） | |
| 标准答案示例： const float EPSINON = 0.00001; if ((x >= - EPSINON) && (x <= EPSINON) 不可将浮点变量用“==”或“！=”与数字比较，应该设法转化成“>=”或“<=”此类形式。
|
如下是错误的写法，不得分。 if (x == 0.0) if (x != 0.0)
|
| 请写出 char *p 与“零值”比较的 if 语句。（3分） | |
| 标准答案： if (p == NULL) if (p != NULL) | 如下写法均属不良风格，不得分。 if (p == 0) if (p != 0) if (p) if (!) |
二、以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值（10分）
| char str[] = “Hello” ; char *p = str ; int n = 10; 请计算 sizeof (str ) = 6 （2分）
sizeof ( p ) = 4 （2分）
sizeof ( n ) = 4 （2分） | void Func ( char str[100]) { 请计算 sizeof( str ) = 4 （2分） }
|
| void *p = malloc( 100 ); 请计算 sizeof ( p ) = 4 （2分）
|
三、简答题（25分）
1、头文件中的 ifndef/define/endif 干什么用？（5分）
答：防止该头文件被重复引用。
2、#include <filename.h> 和 #include “filename.h” 有什么区别？（5分）
答：对于#include <filename.h> ，编译器从标准库路径开始搜索 filename.h
对于#include “filename.h” ，编译器从用户的工作路径开始搜索 filename.h
3、const 有什么用途？（请至少说明两种）（5分）
答：（1）可以定义 const 常量
（2）const可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。被const修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。
4、在C++ 程序中调用被 C编译器编译后的函数，为什么要加 extern “C”？ （5分）
答：C++语言支持函数重载，C语言不支持函数重载。函数被C++编译后在库中的名字与C语言的不同。假设某个函数的原型为： void foo(int x, int y);
该函数被C编译器编译后在库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字。
C++提供了C连接交换指定符号extern“C”来解决名字匹配问题。
5、请简述以下两个for循环的优缺点（5分）
| for (i=0; i<N; i++) { if (condition) DoSomething(); else DoOtherthing(); } | if (condition) { for (i=0; i<N; i++) DoSomething(); } else { for (i=0; i<N; i++) DoOtherthing(); } |
| 优点：程序简洁
缺点：多执行了N-1次逻辑判断，并且打断了循环“流水线”作业，使得编译器不能对循环进行优化处理，降低了效率。 | 优点：循环的效率高
缺点：程序不简洁
|
四、有关内存的思考题（每小题5分，共20分）
| void GetMemory(char *p) { p = (char *)malloc(100); } void Test(void) { char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str, "hello world"); printf(str); }
请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：程序崩溃。 因为GetMemory并不能传递动态内存， Test函数中的 str一直都是 NULL。 strcpy(str, "hello world");将使程序崩溃。
| char *GetMemory(void) { char p[] = "hello world"; return p; } void Test(void) { char *str = NULL; str = GetMemory(); printf(str); }
请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：可能是乱码。 因为GetMemory返回的是指向“栈内存”的指针，该指针的地址不是 NULL，但其原现的内容已经被清除，新内容不可知。 |
| void GetMemory2(char **p, int num) { *p = (char *)malloc(num); } void Test(void) { char *str = NULL; GetMemory(&str, 100); strcpy(str, "hello"); printf(str); } 请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答： （1）能够输出hello （2）内存泄漏
| void Test(void) { char *str = (char *) malloc(100); strcpy(str, “hello”); free(str); if(str != NULL) { strcpy(str, “world”); printf(str); } } 请问运行Test函数会有什么样的结果？ 答：篡改动态内存区的内容，后果难以预料，非常危险。 因为free(str);之后，str成为野指针， if(str != NULL)语句不起作用。
|
五、编写strcpy函数（10分）
已知strcpy函数的原型是
char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);
其中strDest是目的字符串，strSrc是源字符串。
（1）不调用C++/C的字符串库函数，请编写函数 strcpy
char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc);
{
assert((strDest!=NULL) && (strSrc !=NULL)); // 2分
char *address = strDest; // 2分
while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘/0’ ) // 2分
NULL ;
return address ; // 2分
}
（2）strcpy能把strSrc的内容复制到strDest，为什么还要char * 类型的返回值？
答：为了实现链式表达式。 // 2分
例如 int length = strlen( strcpy( strDest, “hello world”) );
六、编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数（25分）
已知类String的原型为：
class String
{
public:
String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
String(const String &other); // 拷贝构造函数
~ String(void); // 析构函数
String & operate =(const String &other); // 赋值函数
private:
char *m_data; // 用于保存字符串
};
请编写String的上述4个函数。
标准答案：
// String的析构函数
String::~String(void) // 3分
{
delete [] m_data;
// 由于m_data是内部数据类型，也可以写成 delete m_data;
}
// String的普通构造函数
String::String(const char *str) // 6分
{
if(str==NULL)
{
m_data = new char[1]; // 若能加 NULL 判断则更好
*m_data = ‘/0’;
}
else
{
int length = strlen(str);
m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好
strcpy(m_data, str);
}
}
// 拷贝构造函数
String::String(const String &other) // 3分
{
int length = strlen(other.m_data);
m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好
strcpy(m_data, other.m_data);
}
// 赋值函数
String & String::operate =(const String &other) // 13分
{
// (1) 检查自赋值 // 4分
if(this == &other)
return *this;
// (2) 释放原有的内存资源 // 3分
delete [] m_data;
// （3）分配新的内存资源，并复制内容 // 3分
int length = strlen(other.m_data);
m_data = new char[length+1]; // 若能加 NULL 判断则更好
strcpy(m_data, other.m_data);
// （4）返回本对象的引用 // 3分
return *this;
}
C++题目汇总
1.求下面函数的返回值（微软）
int func(x)
{
int countx = 0;
while(x)
{
countx ++;
x = x&(x-1);
}
return countx;
}
假定x = 9999。 答案：8
思路：将x转化为2进制，看含有的1的个数。
2. 什么是“引用”？申明和使用“引用”要注意哪些问题？
答：引用就是某个目标变量的“别名”(alias)，对应用的操作与对变量直接操作效果完全相同。申明一个引用的时候，切记要对其进行初始化。引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，不能再把该引用名作为其他变量名的别名。声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。不能建立数组的引用。
3. 将“引用”作为函数参数有哪些特点？
（1）传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。这时，被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用，所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象（在主调函数中）的操作。
（2）使用引用传递函数的参数，在内存中并没有产生实参的副本，它是直接对实参操作；而使用一般变量传递函数的参数，当发生函数调用时，需要给形参分配存储单元，形参变量是实参变量的副本；如果传递的是对象，还将调用拷贝构造函数。因此，当参数传递的数据较大时，用引用比用一般变量传递参数的效率和所占空间都好。
（3）使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果，但是，在被调函数中同样要给形参分配存储单元，且需要重复使用"*指针变量名"的形式进行运算，这很容易产生错误且程序的阅读性较差；另一方面，在主调函数的调用点处，必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用，更清晰。
4. 在什么时候需要使用“常引用”？
如果既要利用引用提高程序的效率，又要保护传递给函数的数据不在函数中被改变，就应使用常引用。常引用声明方式：const 类型标识符 &引用名=目标变量名；
例1
int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //错误
a=1; //正确
例2
string foo( );
void bar(string & s);
那么下面的表达式将是非法的：
bar(foo( ));
bar("hello world");
原因在于foo( )和"hello world"串都会产生一个临时对象，而在C++中，这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型，这是非法的。
引用型参数应该在能被定义为const的情况下，尽量定义为const 。
5. 将“引用”作为函数返回值类型的格式、好处和需要遵守的规则?
格式：类型标识符 &函数名（形参列表及类型说明）{ //函数体 }
好处：在内存中不产生被返回值的副本；（注意：正是因为这点原因，所以返回一个局部变量的引用是不可取的。因为随着该局部变量生存期的结束，相应的引用也会失效，产生runtime error!
注意事项：
（1）不能返回局部变量的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
（2）不能返回函数内部new分配的内存的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory leak。
（3）可以返回类成员的引用，但最好是const。这条原则可以参照Effective C++[1]的Item 30。主要原因是当对象的属性是与某种业务规则（business rule）相关联的时候，其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关，因此有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常量引用（或指针），那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。
（4）流操作符重载返回值申明为“引用”的作用：
流操作符<<和>>，这两个操作符常常希望被连续使用，例如：cout << "hello" << endl; 因此这两个操作符的返回值应该是一个仍然支持这两个操作符的流引用。可选的其它方案包括：返回一个流对象和返回一个流对象指针。但是对于返回一个流对象，程序必须重新（拷贝）构造一个新的流对象，也就是说，连续的两个<<操作符实际上是针对不同对象的！这无法让人接受。对于返回一个流指针则不能连续使用<<操作符。因此，返回一个流对象引用是惟一选择。这个唯一选择很关键，它说明了引用的重要性以及无可替代性，也许这就是C++语言中引入引用这个概念的原因吧。赋值操作符=。这个操作符象流操作符一样，是可以连续使用的，例如：x = j = 10;或者(x=10)=100;赋值操作符的返回值必须是一个左值，以便可以被继续赋值。因此引用成了这个操作符的惟一返回值选择。
例3
＃i nclude <iostream.h>
int &put(int n);
int vals[10];
int error=-1;
void main()
{
put(0)=10; //以put(0)函数值作为左值，等价于vals[0]=10;
put(9)=20; //以put(9)函数值作为左值，等价于vals[9]=20;
cout<<vals[0];
cout<<vals[9];
}
int &put(int n)
{
if (n>=0 && n<=9 ) return vals[n];
else { cout<<"subscript error"; return error; }
}
（5）在另外的一些操作符中，却千万不能返回引用：+-*/ 四则运算符。它们不能返回引用，Effective C++[1]的Item23详细的讨论了这个问题。主要原因是这四个操作符没有side effect，因此，它们必须构造一个对象作为返回值，可选的方案包括：返回一个对象、返回一个局部变量的引用，返回一个new分配的对象的引用、返回一个静态对象引用。根据前面提到的引用作为返回值的三个规则，第2、3两个方案都被否决了。静态对象的引用又因为((a+b) == (c+d))会永远为true而导致错误。所以可选的只剩下返回一个对象了。
6. “引用”与多态的关系？
引用是除指针外另一个可以产生多态效果的手段。这意味着，一个基类的引用可以指向它的派生类实例。
例4
Class A; Class B : Class A{...}; B b; A& ref = b;
7. “引用”与指针的区别是什么？
指针通过某个指针变量指向一个对象后，对它所指向的变量间接操作。程序中使用指针，程序的可读性差；而引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。此外，就是上面提到的对函数传ref和pointer的区别。
8. 什么时候需要“引用”？
流操作符<<和>>、赋值操作符=的返回值、拷贝构造函数的参数、赋值操作符=的参数、其它情况都推荐使用引用。
以上 2-8 参考：http://blog.youkuaiyun.com/wfwd/archive/2006/05/30/763551.aspx
9. 结构与联合有和区别？
1. 结构和联合都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 联合中只存放了一个被选中的成员（所有成员共用一块地址空间）, 而结构的所有成员都存在（不同成员的存放地址不同）。
2. 对于联合的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于结构的不同成员赋值是互不影响的。
10. 下面关于“联合”的题目的输出？
a)
＃i nclude <stdio.h>
union
{
int i;
char x[2];
}a;
void main()
{
a.x[0] = 10;
a.x[1] = 1;
printf("%d",a.i);
}
答案：266 (低位低地址，高位高地址，内存占用情况是Ox010A）
b)
main()
{
union{ /*定义一个联合*/
int i;
struct{ /*在联合中定义一个结构*/
char first;
char second;
}half;
}number;
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/
printf("%c%c/n", number.half.first, mumber.half.second);
number.half.first='a'; /*联合中结构成员赋值*/
number.half.second='b';
printf("%x/n", number.i);
getch();
}
答案： AB (0x41对应'A',是低位；Ox42对应'B',是高位）
6261 (number.i和number.half共用一块地址空间）
11. 已知strcpy的函数原型：char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc)其中strDest 是目的字符串，strSrc 是源字符串。不调用C++/C 的字符串库函数，请编写函数 strcpy。
答案：
char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc)
{
if ( strDest == NULL || strSrc == NULL)
return NULL ;
if ( strDest == strSrc)
return strDest ;
char *tempptr = strDest ;
while( (*strDest++ = *strSrc++) != ‘/0’)
return tempptr ;
}
12. 已知String类定义如下：
class String
{
public:
String(const char *str = NULL); // 通用构造函数
String(const String &another); // 拷贝构造函数
~ String(); // 析构函数
String & operater =(const String &rhs); // 赋值函数
private:
char *m_data; // 用于保存字符串
};
尝试写出类的成员函数实现。
答案：
String::String(const char *str)
{
if ( str == NULL ) //strlen在参数为NULL时会抛异常才会有这步判断
{
m_data = new char[1] ;
m_data[0] = '/0' ;
}
else
{
m_data = new char[strlen(str) + 1];
strcpy(m_data,str);
}
}
String::String(const String &another)
{
m_data = new char[strlen(another.m_data) + 1];
strcpy(m_data,other.m_data);
}
String& String::operator =(const String &rhs)
{
if ( this == &rhs)
return *this ;
delete []m_data; //删除原来的数据，新开一块内存
m_data = new char[strlen(rhs.m_data) + 1];
strcpy(m_data,rhs.m_data);
return *this ;
}
String::~String()
{
delete []m_data ;
}
13. .h头文件中的ifndef/define/endif 的作用？
答：防止该头文件被重复引用。
14. ＃i nclude<file.h> 与 ＃i nclude "file.h"的区别？
答：前者是从Standard Library的路径寻找和引用file.h，而后者是从当前工作路径搜寻并引用file.h。
15.在C++ 程序中调用被C 编译器编译后的函数，为什么要加extern “C”？
首先，作为extern是C/C++语言中表明函数和全局变量作用范围（可见性）的关键字，该关键字告诉编译器，其声明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。
通常，在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。例如，如果模块B欲引用该模块A中定义的全局变量和函数时只需包含模块A的头文件即可。这样，模块B中调用模块A中的函数时，在编译阶段，模块B虽然找不到该函数，但是并不会报错；它会在连接阶段中从模块A编译生成的目标代码中找到此函数
extern "C"是连接申明(linkage declaration),被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的,来看看C++中对类似C的函数是怎样编译的：
作为一种面向对象的语言，C++支持函数重载，而过程式语言C则不支持。函数被C++编译后在符号库中的名字与C语言的不同。例如，假设某个函数的原型为：
void foo( int x, int y );
该函数被C编译器编译后在符号库中的名字为_foo，而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字（不同的编译器可能生成的名字不同，但是都采用了相同的机制，生成的新名字称为“mangled name”）。
_foo_int_int 这样的名字包含了函数名、函数参数数量及类型信息，C++就是靠这种机制来实现函数重载的。例如，在C++中，函数void foo( int x, int y )与void foo( int x, float y )编译生成的符号是不相同的，后者为_foo_int_float。
同样地，C++中的变量除支持局部变量外，还支持类成员变量和全局变量。用户所编写程序的类成员变量可能与全局变量同名，我们以"."来区分。而本质上，编译器在进行编译时，与函数的处理相似，也为类中的变量取了一个独一无二的名字，这个名字与用户程序中同名的全局变量名字不同。
未加extern "C"声明时的连接方式
假设在C++中，模块A的头文件如下：
// 模块A头文件 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
int foo( int x, int y );
#endif
在模块B中引用该函数：
// 模块B实现文件 moduleB.cpp
＃i nclude "moduleA.h"
foo(2,3);
实际上，在连接阶段，连接器会从模块A生成的目标文件moduleA.obj中寻找_foo_int_int这样的符号！
加extern "C"声明后的编译和连接方式
加extern "C"声明后，模块A的头文件变为：
// 模块A头文件 moduleA.h
#ifndef MODULE_A_H
#define MODULE_A_H
extern "C" int foo( int x, int y );
#endif
在模块B的实现文件中仍然调用foo( 2,3 )，其结果是：
（1）模块A编译生成foo的目标代码时，没有对其名字进行特殊处理，采用了C语言的方式；
（2）连接器在为模块B的目标代码寻找foo(2,3)调用时，寻找的是未经修改的符号名_foo。
如果在模块A中函数声明了foo为extern "C"类型，而模块B中包含的是extern int foo( int x, int y ) ，则模块B找不到模块A中的函数；反之亦然。
所以，可以用一句话概括extern “C”这个声明的真实目的（任何语言中的任何语法特性的诞生都不是随意而为的，来源于真实世界的需求驱动。我们在思考问题时，不能只停留在这个语言是怎么做的，还要问一问它为什么要这么做，动机是什么，这样我们可以更深入地理解许多问题）：实现C++与C及其它语言的混合编程。
明白了C++中extern "C"的设立动机，我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧：
extern "C"的惯用法
（1）在C++中引用C语言中的函数和变量，在包含C语言头文件（假设为cExample.h）时，需进行下列处理：
extern "C"
{
＃i nclude "cExample.h"
}
而在C语言的头文件中，对其外部函数只能指定为extern类型，C语言中不支持extern "C"声明，在.c文件中包含了extern "C"时会出现编译语法错误。
C++引用C函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：
/* c语言头文件：cExample.h */
#ifndef C_EXAMPLE_H
#define C_EXAMPLE_H
extern int add(int x,int y);
#endif
/* c语言实现文件：cExample.c */
＃i nclude "cExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
// c++实现文件，调用add：cppFile.cpp
extern "C"
{
＃i nclude "cExample.h"
}
int main(int argc, char* argv[])
{
add(2,3);
return 0;
}
如果C++调用一个C语言编写的.DLL时，当包括.DLL的头文件或声明接口函数时，应加extern "C" { }。
（2）在C中引用C++语言中的函数和变量时，C++的头文件需添加extern "C"，但是在C语言中不能直接引用声明了extern "C"的该头文件，应该仅将C文件中将C++中定义的extern "C"函数声明为extern类型。
C引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：
//C++头文件 cppExample.h
#ifndef CPP_EXAMPLE_H
#define CPP_EXAMPLE_H
extern "C" int add( int x, int y );
#endif
//C++实现文件 cppExample.cpp
＃i nclude "cppExample.h"
int add( int x, int y )
{
return x + y;
}
/* C实现文件 cFile.c
/* 这样会编译出错：＃i nclude "cExample.h" */
extern int add( int x, int y );
int main( int argc, char* argv[] )
{
add( 2, 3 );
return 0;
}
15题目的解答请参考《C++中extern “C”含义深层探索》注解：
16. 关联、聚合(Aggregation)以及组合(Composition)的区别？
涉及到UML中的一些概念：关联是表示两个类的一般性联系，比如“学生”和“老师”就是一种关联关系；聚合表示has-a的关系，是一种相对松散的关系，聚合类不需要对被聚合类负责，如下图所示，用空的菱形表示聚合关系：
从实现的角度讲，聚合可以表示为:
class A {...} class B { A* a; .....}
而组合表示contains-a的关系，关联性强于聚合：组合类与被组合类有相同的生命周期，组合类要对被组合类负责，采用实心的菱形表示组合关系：
实现的形式是:
class A{...} class B{ A a; ...}
参考文章：http://blog.youkuaiyun.com/wfwd/archive/2006/05/30/763753.aspx
http://blog.youkuaiyun.com/wfwd/archive/2006/05/30/763760.aspx
17.面向对象的三个基本特征，并简单叙述之？
1. 封装：将客观事物抽象成类，每个类对自身的数据和方法实行protection(private, protected,public)
2. 继承：广义的继承有三种实现形式：实现继承（指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力）、可视继承（子窗体使用父窗体的外观和实现代码）、接口继承（仅使用属性和方法，实现滞后到子类实现）。前两种（类继承）和后一种（对象组合=>接口继承以及纯虚函数）构成了功能复用的两种方式。
3. 多态：是将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术，赋值之后，父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说，就是一句话：允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。
18. 重载（overload)和重写(overried，有的书也叫做“覆盖”）的区别？
常考的题目。从定义上来说：
重载：是指允许存在多个同名函数，而这些函数的参数表不同（或许参数个数不同，或许参数类型不同，或许两者都不同）。
重写：是指子类重新定义复类虚函数的方法。
从实现原理上来说：
重载：编译器根据函数不同的参数表，对同名函数的名称做修饰，然后这些同名函数就成了不同的函数（至少对于编译器来说是这样的）。如，有两个同名函数：function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的：int_func、str_func。对于这两个函数的调用，在编译器间就已经确定了，是静态的。也就是说，它们的地址在编译期就绑定了（早绑定），因此，重载和多态无关！
重写：和多态真正相关。当子类重新定义了父类的虚函数后，父类指针根据赋给它的不同的子类指针，动态的调用属于子类的该函数，这样的函数调用在编译期间是无法确定的（调用的子类的虚函数的地址无法给出）。因此，这样的函数地址是在运行期绑定的（晚绑定）。
19. 多态的作用？
主要是两个：1. 隐藏实现细节，使得代码能够模块化；扩展代码模块，实现代码重用；2. 接口重用：为了类在继承和派生的时候，保证使用家族中任一类的实例的某一属性时的正确调用。
20. Ado与Ado.net的相同与不同？
除了“能够让应用程序处理存储于DBMS 中的数据“这一基本相似点外，两者没有太多共同之处。但是Ado使用OLE DB 接口并基于微软的COM 技术，而ADO.NET 拥有自己的ADO.NET 接口并且基于微软的.NET 体系架构。众所周知.NET 体系不同于COM 体系，ADO.NET 接口也就完全不同于ADO和OLE DB 接口，这也就是说ADO.NET 和ADO是两种数据访问方式。ADO.net 提供对XML 的支持。
21. New delete 与malloc free 的联系与区别?
答案：都是在堆(heap)上进行动态的内存操作。用malloc函数需要指定内存分配的字节数并且不能初始化对象，new 会自动调用对象的构造函数。delete 会调用对象的destructor，而free 不会调用对象的destructor.
22. #define DOUBLE(x) x+x ，i = 5*DOUBLE(5)； i 是多少？
答案：i 为30。
23. 有哪几种情况只能用intialization list 而不能用assignment?
答案：当类中含有const、reference 成员变量；基类的构造函数都需要初始化表。
24. C++是不是类型安全的？
答案：不是。两个不同类型的指针之间可以强制转换（用reinterpret cast)。C#是类型安全的。
25. main 函数执行以前，还会执行什么代码？
答案：全局对象的构造函数会在main 函数之前执行。
26. 描述内存分配方式以及它们的区别?
1） 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static 变量。
2） 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集。
3） 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活，但问题也最多。
27.struct 和 class 的区别
答案：struct 的成员默认是公有的，而类的成员默认是私有的。struct 和 class 在其他方面是功能相当的。
从感情上讲，大多数的开发者感到类和结构有很大的差别。感觉上结构仅仅象一堆缺乏封装和功能的开放的内存位，而类就象活的并且可靠的社会成员，它有智能服务，有牢固的封装屏障和一个良好定义的接口。既然大多数人都这么认为，那么只有在你的类有很少的方法并且有公有数据（这种事情在良好设计的系统中是存在的!）时，你也许应该使用 struct 关键字，否则，你应该使用 class 关键字。
28.当一个类A 中没有生命任何成员变量与成员函数,这时sizeof(A)的值是多少，如果不是零，请解释一下编译器为什么没有让它为零。（Autodesk）
答案：肯定不是零。举个反例，如果是零的话，声明一个class A[10]对象数组，而每一个对象占用的空间是零，这时就没办法区分A[0],A[1]…了。
29. 在8086 汇编下，逻辑地址和物理地址是怎样转换的？（Intel）
答案：通用寄存器给出的地址，是段内偏移地址，相应段寄存器地址*10H+通用寄存器内地址，就得到了真正要访问的地址。
30. 比较C++中的4种类型转换方式？
请参考：http://blog.youkuaiyun.com/wfwd/archive/2006/05/30/763785.aspx，重点是static_cast, dynamic_cast和reinterpret_cast的区别和应用。
31.分别写出BOOL,int,float,指针类型的变量a 与“零”的比较语句。
答案：
BOOL : if ( !a ) or if(a)
int : if ( a == 0)
float : const EXPRESSION EXP = 0.000001
if ( a < EXP && a >-EXP)
pointer : if ( a != NULL) or if(a == NULL)
32.请说出const与#define 相比，有何优点？
答案：1） const 常量有数据类型，而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查。而对后者只进行字符替换，没有类型安全检查，并且在字符替换可能会产生意料不到的错误。
2） 有些集成化的调试工具可以对const 常量进行调试，但是不能对宏常量进行调试。
33.简述数组与指针的区别？
数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。指针可以随时指向任意类型的内存块。
(1)修改内容上的差别
char a[] = “hello”;
a[0] = ‘X’;
char *p = “world”; // 注意p 指向常量字符串
p[0] = ‘X’; // 编译器不能发现该错误，运行时错误
(2) 用运算符sizeof 可以计算出数组的容量（字节数）。sizeof(p),p 为指针得到的是一个指针变量的字节数，而不是p 所指的内存容量。C++/C 语言没有办法知道指针所指的内存容量，除非在申请内存时记住它。注意当数组作为函数的参数进行传递时，该数组自动退化为同类型的指针。
char a[] = "hello world";
char *p = a;
cout<< sizeof(a) << endl; // 12 字节
cout<< sizeof(p) << endl; // 4 字节
计算数组和指针的内存容量
void Func(char a[100])
{
cout<< sizeof(a) << endl; // 4 字节而不是100 字节
}
34.类成员函数的重载、覆盖和隐藏区别？
答案：
a.成员函数被重载的特征：
（1）相同的范围（在同一个类中）；
（2）函数名字相同；
（3）参数不同；
（4）virtual 关键字可有可无。
b.覆盖是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）；
（2）函数名字相同；
（3）参数相同；
（4）基类函数必须有virtual 关键字。
c.“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：
（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。
（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual 关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）
35. There are two int variables: a and b, don’t use “if”, “? :”, “switch”or other judgement statements, find out the biggest one of the two numbers.
答案：( ( a + b ) + abs( a - b ) ) / 2
36. 如何打印出当前源文件的文件名以及源文件的当前行号？
答案：
cout << __FILE__ ;
cout<<__LINE__ ;
__FILE__和__LINE__是系统预定义宏，这种宏并不是在某个文件中定义的，而是由编译器定义的。
37. main 主函数执行完毕后，是否可能会再执行一段代码，给出说明？
答案：可以，可以用_onexit 注册一个函数，它会在main 之后执行int fn1(void), fn2(void), fn3(void), fn4 (void);
void main( void )
{
String str("zhanglin");
_onexit( fn1 );
_onexit( fn2 );
_onexit( fn3 );
_onexit( fn4 );
printf( "This is executed first./n" );
}
int fn1()
{
printf( "next./n" );
return 0;
}
int fn2()
{
printf( "executed " );
return 0;
}
int fn3()
{
printf( "is " );
return 0;
}
int fn4()
{
printf( "This " );
return 0;
}
The _onexit function is passed the address of a function (func) to be called when the program terminates normally. Successive calls to _onexit create a register of functions that are executed in LIFO (last-in-first-out) order. The functions passed to _onexit cannot take parameters.
38. 如何判断一段程序是由C 编译程序还是由C++编译程序编译的？
答案：
#ifdef __cplusplus
cout<<"c++";
#else
cout<<"c";
#endif
39.文件中有一组整数，要求排序后输出到另一个文件中
答案：
＃i nclude<iostream>
＃i nclude<fstream>
using namespace std;
void Order(vector<int>& data) //bubble sort
{
int count = data.size() ;
int tag = false ; // 设置是否需要继续冒泡的标志位
for ( int i = 0 ; i < count ; i++)
{
for ( int j = 0 ; j < count - i - 1 ; j++)
{
if ( data[j] > data[j+1])
{
tag = true ;
int temp = data[j] ;
data[j] = data[j+1] ;
data[j+1] = temp ;
}
}
if ( !tag )
break ;
}
}
void main( void )
{
vector<int>data;
ifstream in("c://data.txt");
if ( !in)
{
cout<<"file error!";
exit(1);
}
int temp;
while (!in.eof())
{
in>>temp;
data.push_back(temp);
}
in.close(); //关闭输入文件流
Order(data);
ofstream out("c://result.txt");
if ( !out)
{
cout<<"file error!";
exit(1);
}
for ( i = 0 ; i < data.size() ; i++)
out<<data[i]<<" ";
out.close(); //关闭输出文件流
}
40. 链表题：一个链表的结点结构
struct Node
{
int data ;
Node *next ;
};
typedef struct Node Node ;
(1)已知链表的头结点head,写一个函数把这个链表逆序 ( Intel)
Node * ReverseList(Node *head) //链表逆序
{
if ( head == NULL || head->next == NULL )
return head;
Node *p1 = head ;
Node *p2 = p1->next ;
Node *p3 = p2->next ;
p1->next = NULL ;
while ( p3 != NULL )
{
p2->next = p1 ;
p1 = p2 ;
p2 = p3 ;
p3 = p3->next ;
}
p2->next = p1 ;
head = p2 ;
return head ;
}
(2)已知两个链表head1 和head2 各自有序，请把它们合并成一个链表依然有序。(保留所有结点，即便大小相同）
Node * Merge(Node *head1 , Node *head2)
{
if ( head1 == NULL)
return head2 ;
if ( head2 == NULL)
return head1 ;
Node *head = NULL ;
Node *p1 = NULL;
Node *p2 = NULL;
if ( head1->data < head2->data )
{
head = head1 ;
p1 = head1->next;
p2 = head2 ;
}
else
{
head = head2 ;
p2 = head2->next ;
p1 = head1 ;
}
Node *pcurrent = head ;
while ( p1 != NULL && p2 != NULL)
{
if ( p1->data <= p2->data )
{
pcurrent->next = p1 ;
pcurrent = p1 ;
p1 = p1->next ;
}
else
{
pcurrent->next = p2 ;
pcurrent = p2 ;
p2 = p2->next ;
}
}
if ( p1 != NULL )
pcurrent->next = p1 ;
if ( p2 != NULL )
pcurrent->next = p2 ;
return head ;
}
(3)已知两个链表head1 和head2 各自有序，请把它们合并成一个链表依然有序，这次要求用递归方法进行。 (Autodesk)
答案：
Node * MergeRecursive(Node *head1 , Node *head2)
{
if ( head1 == NULL )
return head2 ;
if ( head2 == NULL)
return head1 ;
Node *head = NULL ;
if ( head1->data < head2->data )
{
head = head1 ;
head->next = MergeRecursive(head1->next,head2);
}
else
{
head = head2 ;
head->next = MergeRecursive(head1,head2->next);
}
return head ;
}
41. 分析一下这段程序的输出 (Autodesk)
class B
{
public:
B()
{
cout<<"default constructor"<<endl;
}
~B()
{
cout<<"destructed"<<endl;
}
B(int i):data(i) //B(int) works as a converter ( int -> instance of B)
{
cout<<"constructed by parameter " << data <<endl;
}
private:
int data;
};
B Play( B b)
{
return b ;
}
(1) results:
int main(int argc, char* argv[]) constructed by parameter 5
{ destructed B(5)形参析构
B t1 = Play(5); B t2 = Play(t1); destructed t1形参析构
return 0; destructed t2 注意顺序！
} destructed t1
(2) results:
int main(int argc, char* argv[]) constructed by parameter 5
{ destructed B(5)形参析构
B t1 = Play(5); B t2 = Play(10); constructed by parameter 10
return 0; destructed B(10)形参析构
} destructed t2 注意顺序！
destructed t1
42. 写一个函数找出一个整数数组中，第二大的数 （microsoft）
答案：
const int MINNUMBER = -32767 ;
int find_sec_max( int data[] , int count)
{
int maxnumber = data[0] ;
int sec_max = MINNUMBER ;
for ( int i = 1 ; i < count ; i++)
{
if ( data[i] > maxnumber )
{
sec_max = maxnumber ;
maxnumber = data[i] ;
}
else
{
if ( data[i] > sec_max )
sec_max = data[i] ;
}
}
return sec_max ;
}
43. 写一个在一个字符串(n)中寻找一个子串(m)第一个位置的函数。
KMP算法效率最好，时间复杂度是Ｏ(n+m)。
44. 多重继承的内存分配问题：
比如有class A : public class B, public class C {}
那么A的内存结构大致是怎么样的？
这个是compiler-dependent的, 不同的实现其细节可能不同。
如果不考虑有虚函数、虚继承的话就相当简单；否则的话，相当复杂。
可以参考《深入探索C++对象模型》，或者：
http://blog.youkuaiyun.com/wfwd/archive/2006/05/30/763797.aspx
45. 如何判断一个单链表是有环的？（注意不能用标志位，最多只能用两个额外指针）
struct node { char val; node* next;}
bool check(const node* head) {} //return false : 无环；true: 有环
一种O（n）的办法就是（搞两个指针，一个每次递增一步，一个每次递增两步，如果有环的话两者必然重合，反之亦然）：
bool check(const node* head)
{
if(head==NULL) return false;
node *low=head, *fast=head->next;
while(fast!=NULL && fast->next!=NULL)
{
low=low->next;
fast=fast->next->next;
if(low==fast) return true;
}
return false;
}
在一些公司面试中，数据结构与算法一般都是大公司都会考的题目，而小公司考得很少。考试题目一般集中排序算法与时间复杂度、链表结构的应用。
一、排序算法与复杂度
常用排序算法的时间复杂度和空间复杂度
| 排序法 | 最差时间分析 | 平均时间复杂度 | 稳定度 | 空间复杂度 |
| 冒泡排序 | O(n2) | O(n2) | 稳定 | O(1) |
| 快速排序 | O(n2) | O(n*log2n) | 不稳定 | O(log2n)~O(n) |
| 选择排序 | O(n2) | O(n2) | 稳定 | O(1) |
| 二叉树排序 | O(n2) | O(n*log2n) | 不一顶 | O(n) |
| 插入排序 | O(n2) | O(n2) | 稳定 | O(1) |
| 堆排序 | O(n*log2n) | O(n*log2n) | 不稳定 | O(1) |
| 希尔排序 | O | O | 不稳定 | O(1) |
1、时间复杂度
（1）时间频度一个算法执行所耗费的时间，从理论上是不能算出来的，必须上机运行测试才能知道。但我们不可能也没有必要对每个算法都上机测试，只需知道哪个算法花费的时间多，哪个算法花费的时间少就可以了。并且一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例，哪个算法中语句执行次数多，它花费时间就多。一个算法中的语句执行次数称为语句频度或时间频度。记为T(n)。
（2）时间复杂度在刚才提到的时间频度中，n称为问题的规模，当n不断变化时，时间频度T(n)也会不断变化。但有时我们想知道它变化时呈现什么规律。为此，我们引入时间复杂度概念。一般情况下，算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某个函数，用T(n)表示，若有某个辅助函数f(n),使得当n趋近于无穷大时，T（n)/f(n)的极限值为不等于零的常数，则称f(n)是T(n)的同数量级函数。记作T(n)=Ｏ(f(n)),称Ｏ(f(n)) 为算法的渐进时间复杂度，简称时间复杂度。
在各种不同算法中，若算法中语句执行次数为一个常数，则时间复杂度为O(1),另外，在时间频度不相同时，时间复杂度有可能相同，如T(n)=n2+3n+4与T(n)=4n2+2n+1它们的频度不同，但时间复杂度相同，都为O(n2)。按数量级递增排列，常见的时间复杂度有：常数阶O(1),对数阶O(log2n),线性阶O(n), 线性对数阶O(nlog2n),平方阶O(n2)，立方阶O(n3),...， k次方阶O(nk),指数阶O(2n)。随着问题规模n的不断增大，上述时间复杂度不断增大，算法的执行效率越低。 2、空间复杂度与时间复杂度类似，空间复杂度是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量。记作: S(n)=O(f(n)) 我们一般所讨论的是除正常占用内存开销外的辅助存储单元规模。讨论方法与时间复杂度类似，不再赘述。
（3）渐进时间复杂度评价算法时间性能 主要用算法时间复杂度的数量级(即算法的渐近时间复杂度)评价一个算法的时间性能。
2、类似于时间复杂度的讨论，一个算法的空间复杂度(Space Complexity)S(n)定义为该算法所耗费的存储空间，它也是问题规模n的函数。渐近空间复杂度也常常简称为空间复杂度。
空间复杂度(Space Complexity)是对一个算法在运行过程中临时占用存储空间大小的量度。一个算法在计算机存储器上所占用的存储空间，包括存储算法本身所占用的存储空间，算法的输入输出数据所占用的存储空间和算法在运行过程中临时占用的存储空间这三个方面。算法的输入输出数据所占用的存储空间是由要解决的问题决定的，是通过参数表由调用函数传递而来的，它不随本算法的不同而改变。存储算法本身所占用的存储空间与算法书写的长短成正比，要压缩这方面的存储空间，就必须编写出较短的算法。算法在运行过程中临时占用的存储空间随算法的不同而异，有的算法只需要占用少量的临时工作单元，而且不随问题规模的大小而改变，我们称这种算法是“就地/"进行的，是节省存储的算法，如这一节介绍过的几个算法都是如此；有的算法需要占用的临时工作单元数与解决问题的规模n有关，它随着n的增大而增大，当n较大时，将占用较多的存储单元，例如将在第九章介绍的快速排序和归并排序算法就属于这种情况。
如当一个算法的空间复杂度为一个常量，即不随被处理数据量n的大小而改变时，可表示为O(1)；当一个算法的空间复杂度与以2为底的n的对数成正比时，可表示为0(10g2n)；当一个算法的空I司复杂度与n成线性比例关系时，可表示为0(n).若形参为数组，则只需要为它分配一个存储由实参传送来的一个地址指针的空间，即一个机器字长空间；若形参为引用方式，则也只需要为其分配存储一个地址的空间，用它来存储对应实参变量的地址，以便由系统自动引用实参变量。
各种算法汇总：
/*
================================================
功能：选择排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；
然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环
到倒数第二个数和最后一个数比较为止。
选择排序是不稳定的。算法复杂度O(n2)--[n的平方]
=====================================================
*/
void select_sort(int *x, int n)
{
int i, j, min, t;
for (i=0; i<n-1; i++) /*要选择的次数：0~n-2共n-1次*/
{
min = i; /*假设当前下标为i的数最小，比较后再调整*/
for (j=i+1; j<n; j++)/*循环找出最小的数的下标是哪个*/
{
if (*(x+j) < *(x+min))
{
min = j; /*如果后面的数比前面的小，则记下它的下标*/
}
}
if (min != i) /*如果min在循环中改变了，就需要交换数据*/
{
t = *(x+i);
*(x+i) = *(x+min);
*(x+min) = t;
}
}
}
/*
================================================
功能：直接插入排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，假设前面(n-1) [n>=2] 个数已经是排
好顺序的，现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数
也是排好顺序的。如此反复循环，直到全部排好顺序。
直接插入排序是稳定的。算法时间复杂度O(n2)--[n的平方]
=====================================================
*/
void insert_sort(int *x, int n)
{
int i, j, t;
for (i=1; i<n; i++) /*要选择的次数：1~n-1共n-1次*/
{
/*
暂存下标为i的数。注意：下标从1开始，原因就是开始时
第一个数即下标为0的数，前面没有任何数，单单一个，认为
它是排好顺序的。
*/
t=*(x+i);
for (j=i-1; j>=0 && t<*(x+j); j--) /*注意：j=i-1，j--，这里就是下标为i的数，在它前面有序列中找插入位置。*/
{
*(x+j+1) = *(x+j); /*如果满足条件就往后挪。最坏的情况就是t比下标为0的数都小，它要放在最前面，j==-1，退出循环*/
}
*(x+j+1) = t; /*找到下标为i的数的放置位置*/
}
}
/*
================================================
功能：冒泡排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自上
而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较
小的往上冒。即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要
求相反时，就将它们互换。
下面是一种改进的冒泡算法，它记录了每一遍扫描后最后下沉数的
位置k，这样可以减少外层循环扫描的次数。
冒泡排序是稳定的。算法时间复杂度O(n2)--[n的平方]
=====================================================
*/
void bubble_sort(int *x, int n)
{
int j, k, h, t;
for (h=n-1; h>0; h=k) /*循环到没有比较范围*/
{
for (j=0, k=0; j<h; j++) /*每次预置k=0，循环扫描后更新k*/
{
if (*(x+j) > *(x+j+1)) /*大的放在后面，小的放到前面*/
{
t = *(x+j);
*(x+j) = *(x+j+1);
*(x+j+1) = t; /*完成交换*/
k = j; /*保存最后下沉的位置。这样k后面的都是排序排好了的。*/
}
}
}
}
/*
================================================
功能：希尔排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在直接插入排序算法中，每次插入一个数，使有序序列只增加1个节点，
并且对插入下一个数没有提供任何帮助。如果比较相隔较远距离（称为
增量）的数，使得数移动时能跨过多个元素，则进行一次比较就可能消除
多个元素交换。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现
了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组，每组中
记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序，然后再用一个较小的增量
对它进行，在每组中再进行排序。当增量减到1时，整个要排序的数被分成
一组，排序完成。
下面的函数是一个希尔排序算法的一个实现，初次取序列的一半为增量，
以后每次减半，直到增量为1。
希尔排序是不稳定的。
=====================================================
*/
void shell_sort(int *x, int n)
{
int h, j, k, t;
for (h=n/2; h>0; h=h/2) /*控制增量*/
{
for (j=h; j<n; j++) /*这个实际上就是上面的直接插入排序*/
{
t = *(x+j);
for (k=j-h; (k>=0 && t<*(x+k)); k-=h)
{
*(x+k+h) = *(x+k);
}
*(x+k+h) = t;
}
}
}
/*
================================================
功能：快速排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中起止元素的下标
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
快速排序是对冒泡排序的一种本质改进。它的基本思想是通过一趟
扫描后，使得排序序列的长度能大幅度地减少。在冒泡排序中，一次
扫描只能确保最大数值的数移到正确位置，而待排序序列的长度可能只
减少1。快速排序通过一趟扫描，就能确保某个数（以它为基准点吧）
的左边各数都比它小，右边各数都比它大。然后又用同样的方法处理
它左右两边的数，直到基准点的左右只有一个元素为止。它是由
C.A.R.Hoare于1962年提出的。
显然快速排序可以用递归实现，当然也可以用栈化解递归实现。下面的
函数是用递归实现的，有兴趣的朋友可以改成非递归的。
快速排序是不稳定的。最理想情况算法时间复杂度O(nlog2n)，最坏O(n2)
=====================================================
*/
void quick_sort(int *x, int low, int high)
{
int i, j, t;
if (low < high) /*要排序的元素起止下标，保证小的放在左边，大的放在右边。这里以下标为low的元素为基准点*/
{
i = low;
j = high;
t = *(x+low); /*暂存基准点的数*/
while (i<j) /*循环扫描*/
{
while (i<j && *(x+j)>t) /*在右边的只要比基准点大仍放在右边*/
{
j--; /*前移一个位置*/
}
if (i<j)
{
*(x+i) = *(x+j); /*上面的循环退出：即出现比基准点小的数，替换基准点的数*/
i++; /*后移一个位置，并以此为基准点*/
}
while (i<j && *(x+i)<=t) /*在左边的只要小于等于基准点仍放在左边*/
{
i++; /*后移一个位置*/
}
if (i<j)
{
*(x+j) = *(x+i); /*上面的循环退出：即出现比基准点大的数，放到右边*/
j--; /*前移一个位置*/
}
}
*(x+i) = t; /*一遍扫描完后，放到适当位置*/
quick_sort(x,low,i-1); /*对基准点左边的数再执行快速排序*/
quick_sort(x,i+1,high); /*对基准点右边的数再执行快速排序*/
}
}
/*
================================================
功能：堆排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
堆的定义如下：具有n个元素的序列（h1,h2,...,hn),当且仅当
满足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,...,n/2)
时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。
由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项。完全二叉树可以
很直观地表示堆的结构。堆顶为根，其它为左子树、右子树。
初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储顺序，
使之成为一个堆，这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点
交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推，直到只有两个节点
的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。
从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素
交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数
实现排序的函数。
堆排序是不稳定的。算法时间复杂度O(nlog2n)。
*/
/*
功能：渗透建堆
输入：数组名称（也就是数组首地址）、参与建堆元素的个数、从第几个元素开始
*/
void sift(int *x, int n, int s)
{
int t, k, j;
t = *(x+s); /*暂存开始元素*/
k = s; /*开始元素下标*/
j = 2*k + 1; /*右子树元素下标*/
while (j<n)
{
if (j<n-1 && *(x+j) < *(x+j+1))/*判断是否满足堆的条件：满足就继续下一轮比较，否则调整。*/
{
j++;
}
if (t<*(x+j)) /*调整*/
{
*(x+k) = *(x+j);
k = j; /*调整后，开始元素也随之调整*/
j = 2*k + 1;
}
else /*没有需要调整了，已经是个堆了，退出循环。*/
{
break;
}
}
*(x+k) = t; /*开始元素放到它正确位置*/
}
/*
功能：堆排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
*/
void heap_sort(int *x, int n)
{
int i, k, t;
int *p;
for (i=n/2-1; i>=0; i--)
{
sift(x,n,i); /*初始建堆*/
}
for (k=n-1; k>=1; k--)
{
t = *(x+0); /*堆顶放到最后*/
*(x+0) = *(x+k);
*(x+k) = t;
sift(x,k,0); /*剩下的数再建堆*/
}
}
void main()
{
#define MAX 4
int *p, i, a[MAX];
/*录入测试数据*/
p = a;
printf("Input %d number for sorting :/n",MAX);
for (i=0; i<MAX; i++)
{
scanf("%d",p++);
}
printf("/n");
/*测试选择排序*/
p = a;
select_sort(p,MAX);
/**/
/*测试直接插入排序*/
/*
p = a;
insert_sort(p,MAX);
*/
/*测试冒泡排序*/
/*
p = a;
insert_sort(p,MAX);
*/
/*测试快速排序*/
/*
p = a;
quick_sort(p,0,MAX-1);
*/
/*测试堆排序*/
/*
p = a;
heap_sort(p,MAX);
*/
for (p=a, i=0; i<MAX; i++)
{
printf("%d ",*p++);
}
printf("/n");
system("pause");
}
二叉树排序算法
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#define null 0
#define n 100
typedef struct node
{
int key;
struct node *lchild,*rchild;
}bstnode;
typedef bstnode *bstree;
//插入元素
void insertbst(bstree *tptr,int key)
{
bstnode *f,*p=*tptr;
while(p)
{
f=p;
p=(key<=p->key)?p->lchild:p->rchild;
}
p=(bstnode *)malloc(sizeof(bstnode));
p->key=key;
p->lchild=p->rchild=null;
if(*tptr==null)
*tptr=p;
else
if (key<f->key)
f->lchild=p;
else
f->rchild=p;
return;
}
//创建二叉树
void createbst(bstree *t)
{
int key;
int j,i,m;
printf("input data end of 0:/n");
scanf("%d",&key);
while(key)
{
insertbst(t,key);
scanf("%d",&key);
}
return;
}
//遍历二叉树（分为前序、中序、后序）
void inorder(bstree t)
{
if (t)
{
inorder(t->lchild);
printf(" %d",t->key);
inorder(t->rchild);
}
return;
}
void main()
{
bstree t=null,q=null;
int k;
createbst(&t);
printf("/n bst data:");
inorder(t);
printf("/n");
return;
}
几种排序算法的比较和选择
1. 选取排序方法需要考虑的因素：
(1) 待排序的元素数目n；
(2) 元素本身信息量的大小；
(3) 关键字的结构及其分布情况；
(4) 语言工具的条件，辅助空间的大小等。
2. 小结：
(1) 若n较小(n <= 50)，则可以采用直接插入排序或直接选择排序。由于直接插入排序所需的记录移动操作较直接选择排序多，因而当记录本身信息量较大时，用直接选择排序较好。
(2) 若文件的初始状态已按关键字基本有序，则选用直接插入或冒泡排序为宜。
(3) 若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlog2n)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。快速排序是目前基于比较的内部排序法中被认为是最好的方法。
(4) 在基于比较排序方法中，每次比较两个关键字的大小之后，仅仅出现两种可能的转移，因此可以用一棵二叉树来描述比较判定过程，由此可以证明：当文件的n个关键字随机分布时，任何借助于"比较"的排序算法，至少需要O(nlog2n)的时间。
(5) 当记录本身信息量较大时，为避免耗费大量时间移动记录，可以用链表作为存储结构。
二、链表操作
链表包括单向链表、双向链表、循环链表等。
头结点：头结点是为了操作的统一、方便而设立的，放在第一元素结点之前，其数据域一般无意义（当然有些情况下也可存放链表的长度、用做监视哨等等），有头结点后，对在第一元素结点前插入结点和删除第一结点，其操作与对其它结点的操作统一了。而且无论链表是否为空，头指针均不为空。
头指针：头指针指向链表的第一个节点，若链表有头结点则指向链表的头结点，头指针具有标识作用，故对头指针常冠以链表的名字。
首元结点也就是第一元素结点，它是头结点后边的第一个结点。
链表的创建和逆序：
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct List{
int data;
struct List *next;
}List;
//顺序创建链表，有头结点和头指针。
List *list_create(void)
{
struct List *head,*tail,*p;
int e;
head=(List *)malloc(sizeof(List));
tail=head;
printf("/nList Create,input numbers(end of 0):");
scanf("%d",&e);
while(e){
p=(List *)malloc(sizeof(List));
p->data=e;
tail->next=p;
tail=p;
scanf("%d",&e);}
tail->next=NULL;
return head;
}
//使链表逆序，需有头指针。如果有头结点，会把头结点也逆序了。
List *list_reverse(List *head)
{
List *p,*q,*r;
if(head != NULL)
{
p=head;
q=p->next;
}
while(q!=NULL)
{
r=q->next;
q->next=p;
p=q;
q=r;
}
head->next=NULL;
head=p;
return head;
}
void main(void)
{
struct List *head,*p;
int d;
head=list_create();
printf("/n");
for(p=head->next;p;p=p->next)
printf("--%d--",p->data);
head=list_reverse(head);
printf("/n");
for(p=head;p->next;p=p->next)
printf("--%d--",p->data);
}
转置的其他方法： 1. 堆栈
2. 数组
这两种方法时间和空间效率都不高。
3. 递归算法:
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define Malloc(x) (x *)malloc(sizeof(x));
typedef struct Lt {
char a;
struct Lt *next;
}List;
List* rev( List * head )
{
List *rHead;
if( !head )
{
return head;
}
else if( !head->next ) //只有一个结点
{
return head;
}
else
{
rHead = rev( head->next );
head->next->next = head;
head->next = NULL;
return rHead;
}
}
void output(List *h){
for(;h;h=h->next)
printf("%c ",h->a);
printf("/n");
}
int main()
{
List *h,*p;
int i;
h=Malloc(List);
p=h;
p->a='a';p->next=0;
for(i=0;i<5;i++){
p->next=Malloc(List);
p=p->next;
p->a='b'+i;p->next=0;
}
output(h);
h = rev(h);
output(h);
return 0;
}
三、相关面试题目
1、 反转一个链表。循环算法。
List reverse(List l) {
if(!l) return l;
list cur = l.next;
list pre = l;
list tmp;
pre.next = null;
while ( cur ) {
tmp = cur;
cur = cur.next;
tmp.next = pre
pre = tmp;
}
return tmp;
}
2、反转一个链表。递归算法。
List resverse(list l) {
if(!l || !l.next) return l;
List n = reverse(l.next);
l.next.next = l;
l.next=null;
}
return n;
}
3、广度优先遍历二叉树。
void BST(Tree t) {
Queue q = new Queue();
q.enque(t);
Tree t = q.deque();
while(t) {
System.out.println(t.value);
q.enque(t.left);
q.enque(t.right);
t = q.deque();
}
}
class Node {
Tree t;
Node next;
}
class Queue {
Node head;
Node tail;
public void enque(Tree t){
Node n = new Node();
n.t = t;
if(!tail){
tail = head = n;
} else {
tail.next = n;
tail = n;
}
}
public Tree deque() {
if (!head) {
return null;
} else {
Node n = head;
head = head.next;
return n.t;
}
}
4、输出一个字符串所有排列。注意有重复字符。
char[] p;
void perm(char s[], int i, int n){
int j;
char temp;
for(j=0;j<n;++j){
if(j!=0 && s[j]==s[j-1]);
elseif(s[j]!='@'){
p[i]=s[j];
s[j]='@';
if(i==n-1){
p[n]='/0';
printf("%s", p);
}else{
perm(s,i+1,n);
}
s[j]=p[i];
}
}
}
void main() {
char s[N];
sort(s);
perm(s,0,strlen(s));
}
5、输入一个字符串，输出长型整数。
long atol(char *str){
char *p = str;
long l=1;m=0;
if (*p=='-') {
l=-1;
++p;
}
while(isDigit(*p)){
m = m*10 + p;
++p;
}
if(!p) return m*l;
else return error;
}
6、判断一个链表是否有循环。
int isLoop(List l) {
if ( ! l) return - 1 ;
List s = l.next;
while (s && s != l) {
s = s.next;
}
if ( ! s) return - 1 ;
else reutrn 1 ;
}
int isLoop(List l){
if(!l) return 0;
p=l.next;
wihle(p!=l&&p!=null) {
l.next=l;
l=p;p=p.next;
}
if(p=l) return 1;
return 0;
}
实际上，在我的面试过程中，还问到了不破坏结构的其他算法。
我的答案是从链表头开始遍历，如果节点next指针指向自身，则循环存在；否则将next指针指向自身，遍历下一个节点。直至next指针为空，此时链表无循环。
http://ostermiller.org/find_loop_singly_linked_list.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Floyd's_cycle-finding_algorithm
http://ninputer.cnblogs.com/">http://ninputer.cnblogs.com/
不是随便两个步长不同的指针都会在循环链表上相遇。一个充分条件是，两个遍历指针步长相差1。最好是1，2这两个步长，这样就可以进而求出循环的位置和链表的大小。
7、反转一个字符串。
void reverse( char * str) {
char tmp;
int len;
len = strlen(str);
for ( int i = 0 ;i < len / 2 ; ++ i) {
tmp = char [i];
str[i] = str[len - i - 1 ];
str[len - i - 1 ] = tmp;
}
}
8、实现strstr函数。
int strstr(char[] str, char[] par){
int i=0;
int j=0;
while(str[i] && str[j]){
if(str[i]==par[j]){
++i;
++j;
}else{
i=i-j+1;
j=0;
}
}
if(!str[j]) return i-strlen(par);
else return -1;
}
9、实现strcmp函数。
int strcmp(char* str1, char* str2){
while(*str1 && *str2 && *str1==*str2){
++str1;
++str2;
}
return *str1-*str2;
}
10、求整形中二进制1的位数
求一个整形中1的位数。
int f( int x) {
int n = 0 ;
while (x) {
++ n;
x &= x - 1 ;
}
return n;
}
11、汉诺塔问题。
void tower(n,x,y,z){
if(n==1) move(x,z);
else {
tower(n-1, x,z,y);
move(x,z);
tower(n-1, y,x,z);
}
}
12、汉诺塔最小步数
三柱汉诺塔最小步数。
int f3(n) {
if (f3[n]) return f3[n];
else {
if (n == 1 ) {
f3[n] = 1 ;
return 1 ;
}
f3[n] = 2 * f3(n - 1 ) + 1 ;
return f3[n];
}
}
四柱汉诺塔最小步数。
int f4(n){
if(f4[n]==0){
if(n==1) {
f4[1]==1;
return 1;
}
min=2*f4(1)+f3(n-1);
for(int i=2;i<n;++i){
u=2*f4(i)+f3(n-i);
if(u<min) min=u;
}
f4[n]=min;
return min;
} else return f4[n];
}
13、在一个链表中删除另一个链表中的元素。
void delete(List m, List n) {
if(!m || !n) return;
List pre = new List();
pre.next=m;
List a=m, b=n,head=pre;
while(a && b){
if(a.value < b.value) {
a=a.next;
pre=pre.next;
}else if(a.value > b.value){
b=b.next;
}else{
a=a.next;
pre.next=a;
}
}
m=head.next;
}
14、一个数组，下标从0到n，元素为从0到n的整数。判断其中是否有重复元素。
int hasDuplicate(int[] a, int n){
for(int i=0;i<n;++i){
while(a[i]!=i && a[i]!=-1){
if(a[a[i]]==-1) return 1;
a[i]=a[a[i]];
a[a[i]]=-1;
}
if(a[i]==i) {a[i]=-1;}
}
return 0;
}
15、判断一颗二叉树是否平衡。
int isB(Tree t){
if(!t) return 0;
int left=isB(t.left);
int right=isB(t.right);
if( left >=0 && right >=0 && left - right <= 1 || left -right >=-1)
return (left<right)? (right +1) : (left + 1);
else return -1;
}
16、返回一颗二叉树的深度。
int depth(Tree t){
if(!t) return 0;
else {
int a=depth(t.right);
int b=depth(t.left);
return (a>b)?(a+1):(b+1);
}
}
17、两个链表，一升一降。合并为一个升序链表。
List merge(List a, List d) {
List a1 = reverse(d);
List p = q = new List();
while ( a && a1 ) {
if (a.value < a1.value) {
p.next = a;
a = a.next;
} else {
p.next = a1;
a1 = a1.next;
}
p = p.next;
}
if (a) p.next = a;
elseif(a1) p.next = a1;
return q.next;
}
不知道这道题朋友们有什么更好的方法？
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链表逆序本来就是O(N)，所以这道题再烂的做法也不会超过O(N)。我觉得先逆序再归并不会比设计一个个巧妙的方法一次组成目标链表慢多少的
18、将长型转换为字符串。
char* ltoa(long l){
char[N] str;
int i=1,n=1;
while(!(l/i<10)){i*=10;++n}
char* str=(char*)malloc(n*sizeof(char));
int j=0;
while(l){
str[j++]=l/i;
l=l%i;
i/=10;
}
return str;
}
19、用一个数据结构实现
if (x == 0) y = a;
else y = b;
j[] = {a,b};
y=j[x];
20、在双向链表中删除指定元素。
void del(List head, List node){
List pre=new List();
pre.next = head;
List cur = head;
while(cur && cur!=node){
cur=cur.next;
pre=pre.next;
}
if(!cur) return;
List post = cur.next;
pre.next=cur.next;
post.last=cur.last;
return;
}
21、不重复地输出升序数组中的元素。
void outputUnique( char [] str, int n) {
if (n <= 0 ) return ;
elseif(n == 1 ) putchar(str[ 0 ]);
else {
int i = 0 ,j = 1 ;
putchar(str[ 0 ]);
while (j < n) {
if (str[j] !== str[i]) {
putchar(str[j]);
i = j;
}
++ j;
}
}
}
22、面试过程中我还遇到了下面几题：
1）、如何删除链表的倒数第m的元素？我的方法是先用pre指针从链表头开始步进m，新建pst节点next指针指向头节点，cur指针指向头节点，然后pre，cur，post三个指针一起步进，当pre指向链表结尾的时候cur指向倒数第m个元素，最后利用pst指针删除cur指向元素。
2）、如何判断一个字符串是对称的？如a，aa，aba。设置头尾指针同时向中间比较靠齐直至相遇。
3）、如何利用2函数找出一个字符串中的所有对称子串？以子串头指针和尾指针为循环变量设置两个嵌套的循环以找出所有子串，对每个子串应用2函数。
注：关于其他数据结构的了解与研究请参看《数据结构》书籍。
http://www.aybook.cn/book/24627.html
http://www.luocong.com/dsaanotes/index-Z-H-1.htm
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