C++一些知识点总结

全局变量的缺点

缺点：
全局变量在main函数执行前初始化，会影响程序启动速度
全局变量会长期占用内存
全局变量会破坏代码的封装性，增加了程序的耦合性
全局变量被误操作修改的可能性更大
基于这些原因，最终也就可能导致代码可读性差、难以调试

static、final、volatile、const、extern关键字

static：

1.static作用于局部变量，改变了局部变量的生存周期，使该变量在定义后直到程序运行结束的这段时间始终保存在数据段。但其作用域还是局部的。

2…static作用于全局变量和函数，使全局变量和函数只能在定义它的文件中使用，其它文件中可以定义相同名字的变量和函数，不会发生冲突

3.static修饰的类成员是该类的所有对象所共有的。静态成员变量只分配一次内存，供所有对象共用。static修饰的变量先于对象存在，所以static修饰的变量要在类外初始化。静态成员函数没有this指针，只能访问类的静态成员，不能定义成虚函数。

static变量初始化时机：

全局静态变量、类的静态成员变量在main函数执行之前初始化

局部静态变量在第一次使用时初始化
final：
修饰类，该类不可被继承，修饰虚函数，该虚函数不能被重写

extern :
修饰全局变量：表明该变量定义在其他源文件。
修饰全局常量：全局常量默认链接属性是内部链接，其他源文件不可见。extern修饰后改变链接属性为外连接
C++在函数前加extern “C”，意思是告诉编译器将函数按照C的风格来编译

volatile：
volatile提醒编译器它后面所定义的变量随时都有可能改变，因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候，都会直接从内存中读取数据。如果没有volatile关键字，则编译器可能优化读取和存储，可能暂时使用寄存器中的值

const：

1. const 修饰普通变量，将变量定义成常量，相较于宏常量可进行类型检查，节省内存空间。const修饰的成员变量，在某个对象的生命周期内是常量，只能在类内声明定义，在构造函数初始化列表初始化。
2. const修饰函数参数，不允许函数参数被修改。const修饰成员函数，实际上修饰的是this指针，目的是不允许函数修改成员变量，所以也不能访问非const成员函数。

sizeof 和 strlen 的区别

1. strlen是函数，在程序运行时候进行计算。sizeof是C++运算符，在编译期间计算。
2. strlen 计算的是以 \0 结束的字符串的长度，参数必须是char* 类型。
   而 sizeof 可以用于类型和变量，传入数组名的时候，计算的是数组占的字节数。strlen可以传入字符数组数组名，计算的还是\0 结束的字符串的长度。

引用

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
4. 如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象生命周期未结束，则可以使用引用返回，否则须使用传值返回。
5. 在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的

指针和引用的不同：

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 引用在引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可改变指向
3. 没有NULL引用，但有NULL指针，因为这几点，所以 引用比指针使用起来相对更安全
4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，指针始终是地址空间所占字节个数
5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

函数重载的原理

C++编译器用参数个数和参数类型对每一个函数标识符进行专门编码，编译后链接时，通过这个编码可以找到对应函数的地址链接起来

C语言没办法支持重载，因为同名函数没办法区分。而C++是通过函数修饰规则来区分，只要参数不同（返回值不影响是否构成重载），修饰出来的名字就不一样，就支持了重载

NULL和nullptr

NULL实际是一个宏，被定义为字面常量0，或者被定义为无类型指针的常量 ((void *)0)
由于C++支持重载，传参传入NULL时候可以匹配到整型和指针类型，有歧义，所以为了提高代码的健壮性C++建议使用nullptr
nullptr是C++11关键字，所以nullptr表示指针空值时，不需要包含头文件

宏

//define定义标识符常量
#define MAX 1000
//define定义宏
#define ADD(x, y) ((x)+(y))

优缺点：
优点：

1.增强代码的复用性。
2.提高性能。

缺点：

1. 可读性差
2. 程序在预处理阶段进行宏替换，预处理是在编译之前的处理，而编译工作的任务之一就是语法检查，所以宏不做语法检查，没有类型安全检查。
3. 宏不方便调试（因为预编译阶段进行了替换）

替代宏的语法：

1. 常量定义 换用const

2. 函数定义 换用内联函数
   以inline修饰的函数叫做内联函数，编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开，没有函数压栈的开销，内联函数提升程序运行的效率。

3. enum
   枚举有类型检查，更加严谨，方便调试

define定义宏和const的区别

1. define 是在预处理阶段进行替换，const 是在编译阶段确定其值。
2. define 定义的宏常量没有数据类型，只是进行简单的代码替换，不会进行类型安全的检查
3. 宏定义本身不占用内存空间，某个宏常量在程序中使用多少次就会进行多少次替换，内存中有多个备份。const 定义的常量内存中只有一份。
4. define 定义的宏常量不能调试，因为在预编译阶段就已经进行替换了；const 定义的常量可以进行调试。
5. define 可以接受参数复杂的表达式。

类和对象

面向对象和面向过程

C语言是面向过程的，关注的是过程，分析出求解问题的步骤，通过函数调用逐步解决问题。

C++是基于面向对象的，关注的是对象，将一件事情拆分成不同的对象，靠对象之间的交互完成。

面向对象的三大特性：

封装：

将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。

继承

多态

链表经典程序

栈和队列

牢牢把握性质，会解决相关题目

二叉树、堆

排序

各个排序的复杂度，快排、堆排、归并排序都要会写

AVL树

红黑树

map和unordered_map的区别

🔗

STL容器

什么是迭代器，作用是什么

1.体现了容器的封装性，不暴露容器实现细节的情况，提供了一种类似的方式去访问修改容器
2.方便算法去对容器的数据进行处理

顺序表和链表的区别

1.空间是否连续，内存碎片问题、空间利用率、缓存利用率
2.是否支持随机访问
3.插入删除效率
4.增容问题

vector 和 list 的区别

1.vector底层是顺序表，list底层是带头双向循环链表，顺序表和链表的区别
所以，vector适用于支持随机访问，不关心插入删除效率的场景
list适用于大量插入删除，不关心随机访问的场景
2.迭代器是否是原生态指针
3.迭代器失效问题，vector插入删除迭代器都会失效，list插入元素不会导致迭代器失效，删除元素时，只会导致当前迭代器失效

map 和 set

malloc和free的区别

malloc/free和new/delete的共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。不同的地方是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符
2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化
3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可
4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型
5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需要捕获异常
6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new在申请空间后会调用自定义类型的构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成空间中资源的清理