程序员面试宝典（C++）高清完整PDF

本文还有配套的精品资源，点击获取

简介：《程序员面试宝典》是一本专为C++程序员设计的全面面试准备指南，提供高清完整版PDF。它涵盖了从基础到高级的C++知识，包括语法、数据类型、面向对象编程、高级特性、算法和数据结构。此外，本书还指导求职者如何准备面试，包括简历撰写、面试流程和常见问题解答。通过学习和实践本书的内容，C++程序员可以提升技术水平，增加面试成功的概率。

1. C++ 基础语法和数据类型

C++ 是一种强大的面向对象编程语言，其语法和数据类型为其功能和灵活性奠定了基础。本章将介绍 C++ 的基本语法元素和各种数据类型，为后续章节的深入学习打下坚实的基础。

2.1 条件语句

条件语句用于根据特定条件执行不同的代码块。C++ 中最常用的条件语句是 if 语句和 switch 语句。

2.1.1 if 语句

if 语句的语法如下：

if (condition) {
  // 如果条件为真，则执行的代码块
} else {
  // 如果条件为假，则执行的代码块
}

其中， condition 是一个布尔表达式，如果为 true ，则执行 if 代码块；如果为 false ，则执行 else 代码块。

示例：

int age = 25;
if (age >= 18) {
  cout << "成年人" << endl;
} else {
  cout << "未成年人" << endl;
}

输出：

成年人

2.1.2 switch 语句

switch 语句用于根据一个变量的值执行不同的代码块。它的语法如下：

switch (variable) {
  case value1:
    // 如果变量等于 value1，则执行的代码块
    break;
  case value2:
    // 如果变量等于 value2，则执行的代码块
    break;
  default:
    // 如果变量不等于任何 case，则执行的代码块
    break;
}

其中， variable 是要判断的变量， value1 和 value2 是要比较的值， default 代码块用于处理变量不等于任何 case 的情况。

示例：

char grade = 'A';
switch (grade) {
  case 'A':
    cout << "优秀" << endl;
    break;
  case 'B':
    cout << "良好" << endl;
    break;
  case 'C':
    cout << "中等" << endl;
    break;
  default:
    cout << "不及格" << endl;
    break;
}

输出：

优秀

3. 指针和内存管理

3.1 指针基础

3.1.1 指针的定义和使用

指针是一种数据类型，它存储另一个变量的地址。通过指针，我们可以间接访问该变量的值。

int a = 10;
int *ptr = &a; // ptr 指向变量 a

在上面的代码中， a 是一个整数变量， ptr 是一个指向 a 地址的指针。

3.1.2 指针运算

指针支持以下运算：

• 取值运算符（*） ：获取指针指向的变量的值。
• 取地址运算符（&） ：获取变量的地址。
• 加法运算符（+） ：将一个整数加到指针上，使指针指向下一个元素。
• 减法运算符（-） ：将一个整数减去指针，使指针指向前一个元素。
• 比较运算符（==、!=） ：比较两个指针是否指向同一个变量。

3.2 内存管理

3.2.1 动态内存分配

动态内存分配允许我们根据需要在运行时分配内存。我们使用 new 关键字来分配内存，并使用 delete 关键字来释放内存。

int *ptr = new int; // 分配一个整数
*ptr = 10; // 设置指针指向的值
delete ptr; // 释放内存

3.2.2 内存释放

当不再需要动态分配的内存时，必须释放它以避免内存泄漏。我们使用 delete 关键字来释放内存。

int *ptr = new int;
delete ptr; // 释放内存

内存泄漏 是指不再使用的内存没有被释放，导致内存浪费。它会降低程序的性能并最终导致崩溃。

4. 面向对象编程（类、继承、多态）

面向对象编程（OOP）是一种编程范式，它基于将数据和行为封装在称为对象的实体中。OOP 的基本概念包括类、继承和多态。

4.1 类和对象

4.1.1 类的定义和成员

类是一个模板，它定义了对象的数据和行为。它包含以下成员：

• 数据成员： 存储对象数据的变量。
• 成员函数： 定义对象行为的方法。

class Person {
public:
    string name;
    int age;

    void printInfo() {
        cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << endl;
    }
};

4.1.2 对象的创建和使用

要创建对象，请使用类名后跟圆括号：

Person person1;
person1.name = "John";
person1.age = 30;
person1.printInfo();

这将创建一个名为 person1 的 Person 对象，并调用 printInfo() 成员函数打印其信息。

4.2 继承

继承允许一个类（派生类）从另一个类（基类）继承数据和行为。派生类可以访问基类的数据成员和成员函数，并可以扩展或覆盖它们。

class Employee : public Person {
public:
    int salary;

    void printSalary() {
        cout << "Salary: " << salary << endl;
    }
};

在上面的示例中， Employee 类从 Person 类继承，并添加了 salary 数据成员和 printSalary() 成员函数。

4.3 多态

多态允许派生类对象以与基类对象相同的方式被处理。这通过虚函数实现，虚函数是可以在派生类中被覆盖的基类成员函数。

4.3.1 虚函数

虚函数在基类中声明为 virtual ，并在派生类中覆盖：

class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0;
};

class Rectangle : public Shape {
public:
    int width, height;

    double getArea() override {
        return width * height;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    int radius;

    double getArea() override {
        return 3.14 * radius * radius;
    }
};

4.3.2 多态的实现

多态通过使用基类指针或引用来实现。这允许派生类对象以与基类对象相同的方式被处理：

Shape* shape = new Rectangle(5, 10);
cout << "Area: " << shape->getArea() << endl; // 调用派生类方法

shape = new Circle(5);
cout << "Area: " << shape->getArea() << endl; // 调用派生类方法

5. 模板和STL

5.1 模板

5.1.1 模板函数

模板函数是一种允许函数接受不同类型参数的函数。它通过使用类型参数来实现，类型参数可以是任何数据类型。模板函数的定义如下：

template <typename T>
T max(T a, T b) {
  return (a > b) ? a : b;
}

在这个例子中， T 是类型参数，它可以是任何数据类型。当调用 max 函数时，编译器会根据实际参数的类型推断出 T 的类型。例如：

int max_int = max<int>(10, 20);  // T 推断为 int
double max_double = max<double>(3.14, 2.71);  // T 推断为 double

5.1.2 模板类

模板类是一种允许类接受不同类型参数的类。它通过使用类型参数来实现，类型参数可以是任何数据类型。模板类的定义如下：

template <typename T>
class Array {
  private:
    T* data;
    int size;

  public:
    Array(int size) : size(size) {
      data = new T[size];
    }

    ~Array() {
      delete[] data;
    }

    T& operator[](int index) {
      return data[index];
    }
};

在这个例子中， T 是类型参数，它可以是任何数据类型。当创建 Array 对象时，编译器会根据实际参数的类型推断出 T 的类型。例如：

Array<int> int_array(10);  // T 推断为 int
Array<double> double_array(5);  // T 推断为 double

5.2 STL

5.2.1 容器类

STL（标准模板库）提供了一组容器类，用于存储和管理数据。这些容器类是模板类，可以接受不同类型参数。最常用的容器类包括：

• vector ：动态数组，可以高效地添加和删除元素。
• list ：双向链表，可以高效地插入和删除元素。
• map ：关联数组，根据键值存储和检索元素。
• set ：无序集合，存储唯一元素。

5.2.2 算法类

STL 还提供了一组算法类，用于处理容器中的数据。这些算法类是模板函数，可以接受不同类型参数。最常用的算法类包括：

• sort ：对容器中的元素进行排序。
• find ：在容器中查找特定元素。
• count ：计算容器中特定元素出现的次数。
• transform ：对容器中的每个元素应用转换函数。

代码示例

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

int main() {
  // 创建一个整数向量
  std::vector<int> numbers = {1, 3, 5, 7, 9};

  // 使用 sort 算法对向量进行排序
  std::sort(numbers.begin(), numbers.end());

  // 使用 for_each 算法打印向量中的每个元素
  std::for_each(numbers.begin(), numbers.end(), [](int number) {
    std::cout << number << " ";
  });

  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

在这个例子中，我们创建了一个整数向量，并使用 sort 算法对向量进行排序。然后，我们使用 for_each 算法打印向量中的每个元素。

流程图

流程图

6. 异常处理和内存管理

6.1 异常处理

6.1.1 异常的抛出和捕获

异常是程序执行过程中发生的意外情况，如内存不足、文件打开失败等。C++ 中可以使用 throw 语句抛出异常，使用 try-catch 块捕获异常。

try {
  // 可能抛出异常的代码
} catch (const std::exception& e) {
  // 捕获异常并处理
}

6.1.2 异常处理机制

C++ 的异常处理机制遵循以下步骤：

1. 当 throw 语句抛出一个异常时，程序控制权转移到最近的 try 块。
2. try 块中匹配异常类型的 catch 块执行，处理异常。
3. 如果没有匹配的 catch 块，则异常继续向上抛出，直到找到匹配的 catch 块或程序终止。

6.2 内存管理

6.2.1 内存泄漏

内存泄漏是指程序不再使用但仍占用的内存。这会随着时间的推移导致内存耗尽，从而导致程序崩溃。

6.2.2 内存管理工具

C++ 中提供了多种内存管理工具，如：

• 智能指针： 自动管理指针指向的内存，避免内存泄漏。
• 内存池： 预先分配一批内存，减少频繁的内存分配和释放操作。
• 内存分析工具： 检测和分析内存使用情况，帮助找出内存泄漏。

本文还有配套的精品资源，点击获取

简介：《程序员面试宝典》是一本专为C++程序员设计的全面面试准备指南，提供高清完整版PDF。它涵盖了从基础到高级的C++知识，包括语法、数据类型、面向对象编程、高级特性、算法和数据结构。此外，本书还指导求职者如何准备面试，包括简历撰写、面试流程和常见问题解答。通过学习和实践本书的内容，C++程序员可以提升技术水平，增加面试成功的概率。

本文还有配套的精品资源，点击获取