C++面试核心知识点详解-优快云博客

C++面试常见问题

针对《程序员面试笔记——C/C++、算法、数据结构篇》一书的读书记录整理

文章目录

C++面试常见问题

1.C++程序设计基础

简述#include<>与#include""区别

答：#include<>从编译器指定路径处搜索，#include""首先在程序当前目录中进行搜索，然后再从编译器指定的路径进行搜索。

‘#’与‘##’在define中作用

答：宏定义中#运算符将其后面的参数转换成字符串，宏定义中的##运算符前后的参数进行字符串拼接

简述assert断言的概念

答：assert用于在程序的DEBUG版本中检测条件表达式，如果为假，则输出诊断信息并终止程序运行。

简述++i与i++的区别

前者先加1后赋值，后者先赋值后加1

简述C++类型转换操作符

static_cast：基本类型转换（父类指针指向父类对象转换为子类指针的时候可以成功转换，但是不会检查对象是不是真的子类对象，所以运行结果不安全）
dynamic_cast：用于对象指针之间的类型转换（将父类指针转换为子类指针的过程中，需要对其背后的真实对象进行类型检查，不匹配会转换失败返回空指针或者抛出异常）
const_cast：在转换过程中增加或者删除const属性volatile属性
reinterpret_cast：可以将一种类型的指针直接转换为另一种类型的指针，不论两个类型是否有继承关系。还可以把整数与指针互相转换。不安全。

静态全局变量的概念

静态全局变量的作用域为仅限于定义位置的文件内部。如果放在头文件里，其他文件包含以后，会对此静态全局变量进行拷贝，每个拷贝相互独立。

简述宏定义与内联函数的区别

对比	宏定义	内联
替换阶段	预处理阶段	编译阶段
替换方式	简单字符串替换	函数内嵌
调试模式	不可调试	可调式
参数检查	无参数检查	有参数检查
作为类内成员函数	无法访问类内所有成员	可以访问类内所有成员
缺点	没有参数检查	代码膨胀

注意：在定义内联函数的时一定要在函数定义时使用inline关键字，在函数声明中使用inline时没有效果的。

sizeof计算结构体时内存对齐问题

数据对齐指在处理结构体中的成员时，成员在内存中的起始地址编码必须时成员类型所占字节数的整数倍。
结构体sizeof的计算结果必须是结构体中所占空间最多的成员所占空间的整数倍。
在数据对齐时，要以结构体最深层的基本数据类型为准。

简述malloc/free与new/delete的区别

对比	malloc/free	new/delete
定义	C语言的库函数	C++的运算符
应用	只能用于基本类型	可以用于基本类型以及用户自定义类型
返回值	返回void*,需要显式转换成所需要的类型	直接指明对象类型
操作	只负责在堆上申请空间，返回首地址	申请空间后会调用对象的构造函数/析构函数
作为类内成员函数	无法访问类内所有成员	可以访问类内所有成员

简述delete与delete[]的区别

当new[]中的数组元素是基本类型时，通过delete和delete[]都可以释放数组空间
当new[]中的数组元素时自定义类型时，只能通过delete[]释放数组空间

不使用临时变量交换两个数

一个异或操作的交换律公式，a ^ b ^ a == a ^ a ^ b == b
一个数与其自身异或操作结果为0，一个数与0进行异或操作结果还是这个数本身。

方法1：
a=a-b;
b=b+a;
a=b-a;
方法2：
a=a^b;
b=a^b;
a=a^b;

计算二进制中1的个数

将原数字每次右移1位，与1按位与操作，返回的是1，计数+1
或者把1按位左移进行按位与。

找出数组中唯一不成对出现的数字

所有数字异或一次，最后与0异或，返回值就是不成对的数字

简述main函数执行前后发生什么

main函数第一行代码执行前会调用全局对象和静态对象的构造函数，初始化全局变量和静态变量，main函数最后一行代码执行之后会调用atexit注册的函数，并且调用顺序与注册顺序相反。

2.指针和引用

区分数组和指针

数组名等价于数组首元素的地址，当数组名作为参数时，相当于传递了数组首元素的地址，而且只要实参是地址，那么形参一定是指针。
数组名是不能进行自增操作的，而指针可以。

简述指针和句柄的区别

句柄是一个32位的无符号证数，表示一个内存地址列表的整数索引，是分配给资源的唯一标识。句柄是间接指向资源对象的。有句柄的原因是因为如果资源对象在系统中一直处于空闲状态，那么操作系统的内存模块会将其内存回收，如果重新访问这个资源，系统会再重新分配内存，这个操作可能导致资源对象的物理地址放生改变。
实际上句柄中记录着资源对象列表中某个成员对象的缩影。
指针就是内存地址。

指针常量和常量指针的常见问题

常量地址不能初始化普通指针
指针常量定义时必须初始化
常量指针不能修改指向的内容
指针常量不能修改指针的值

指针常量与字符串常量的冲突

字符串常量是存在常量区中，如果定义一个const指针获取常量的指针，是不可以通过该定义的指针去修改常量的，此时这个指针相当于指向常量的常量指针。

简述数组指针与二维数组的区别

数组名始终等价于数组首元素的地址

指针作为参数的常见错误

如果想通过指针在被调函数中修改主调函数的变量，必须将主调函数变量的地址作为参数，在被调函数中修改指针指向的内容。

函数指针的概念

指针变量可以指向任意类型的数据，也可以指向一个函数，每个函数在内存中都占用一段存储单元，这段存储单元的首地址称为函数的入口地址，指向这个函数入口地址的指针称为函数指针。函数名等价于函数的入口地址。

空指针和野指针的概念

空指针是一种特殊的指针：处于空闲状态，没有指向任何变量。
野指针不是空指针，而是指向不明或不当的内存地址。出现野指针的原因

指针未初始化
指针指向的变量被free或者delete后没有置空
指针操作超过所指向变量的生存期

简述指针跟引用的区别

指针是变量的地址，引用是变量的别名
sizeof指针为指针本身所占空间，32位返回4字节，引用sizeof返回原变量占有的空间
自增：指针自增指向下一地址空间，引用自增对原变量自增
初始化：指针可以不初始化或者初始化为空，引用必须初始化
修改：指针可以本身可以修改，引用本身不能修改
指针可以定义为二重，引用不可以
指针需要先解引用，引用直接使用

常量引用的初始化操作实际上分为两步：1将常量存放在一个临时变量里面，然后使用临时变量初始化常量引用

3.内存管理

简述栈空间跟堆空间的关系

栈空间存储函数参数局部变量，空间由操作系统自动分配回收。
堆空间用于动态分配内存块，由程序员分配跟释放
堆空间的频繁分配与释放会造成空间碎片化
栈空间默认在windows下都是1MB，堆空间理论有几G
生长方向：栈是自上而下，内存地址逐渐减小。堆是自下而上，内存地址逐渐增大

简述递归程序潜在的风险

在递归调用过程中，每次递归都会保留现场，把当前的上下文压入函数栈，调用过多，压栈过多会造成栈溢出，可以考虑使用循环代替递归调用。

预防内存泄露的方法

使用智能指针代替普通指针
保证malloc和free，new和delete成对出现
检查释放内存时有没有提前return的情况

访问vector元素时的越界问题

通过下标访问vector 的元素时不会进行边界检查，程序不会报错。
如果想在访问vector中的元素时首先进行边界检查，可以使用at函数

4.字符串

简述memcpy和strcpy的区别

两者都是C标准库函数
memcpy时C语言的内存拷贝函数，提供的是内存拷贝功能，不是只针对字符串
strcpy专为字符串定义的拷贝函数，用于标准字符串拷贝（有字符串结束标志\0）

5.面向对象

简述面向过程和面向对象的区别

面向过程是分析问题的解决步骤，明确步骤的输入输出跟流程，结构化自上而下的程序设计方法。
面向过程是把构成问题的事务分解成对象，从局部着手，通过迭代的方式逐步构建整个程序，以数据为核心，类设计为主要工作的程序设计方法。
面向过程使程序性能更高，系统开销更小。
面向过程使程序有更好的可扩展可复用可维护性。