C++面試題目

new伦连、delete酵使、malloc趴乡、free關(guān)系

delete會調(diào)用對象的析構(gòu)函數(shù),和new對應(yīng)free只會釋放內(nèi)存颈娜,new調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。malloc與free是C++/C語言的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)浙宜,new/delete是C++的運算符官辽。它們都可用于申請動態(tài)內(nèi)存和釋放內(nèi)存。對于非內(nèi)部數(shù)據(jù)類型的對象而言粟瞬,光用maloc/free無法滿足動態(tài)對象的要求同仆。對象在創(chuàng)建的同時要自動執(zhí)行構(gòu)造函數(shù),對象在消亡之前要自動執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)裙品。由于malloc/free是庫函數(shù)而不是運算符俗批,不在編譯器控制權(quán)限之內(nèi),不能夠把執(zhí)行構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的任務(wù)強加于malloc/free市怎。因此C++語言需要一個能完成動態(tài)內(nèi)存分配和初始化工作的運算符new岁忘,以及一個能完成清理與釋放內(nèi)存工作的運算符delete。注意new/delete不是庫函數(shù)区匠。

delete與 delete []區(qū)別

delete只會調(diào)用一次析構(gòu)函數(shù)干像,而delete[]會調(diào)用每一個成員的析構(gòu)函數(shù)。在More Effective C++中有更為詳細(xì)的解釋:“當(dāng)delete操作符用于數(shù)組時驰弄,它為每個數(shù)組元素調(diào)用析構(gòu)函數(shù)麻汰,然后調(diào)用operator delete來釋放內(nèi)存∑莞荩”delete與new配套五鲫,delete []與new []配套

子類析構(gòu)時要調(diào)用父類的析構(gòu)函數(shù)嗎?

析構(gòu)函數(shù)調(diào)用的次序是先派生類的析構(gòu)后基類的析構(gòu)岔擂,也就是說在基類的的析構(gòu)調(diào)用的時候,派生類的信息已經(jīng)全部銷毀了位喂。定義一個對象時先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)浪耘、然后調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù);析構(gòu)的時候恰好相反:先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)塑崖、然后調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)七冲。

多態(tài),虛函數(shù)弃舒,純虛函數(shù)

多態(tài):是對于不同對象接收相同消息時產(chǎn)生不同的動作癞埠。C++的多態(tài)性具體體現(xiàn)在運行和編譯兩個方面:在程序運行時的多態(tài)性通過繼承和虛函數(shù)來體現(xiàn);

在程序編譯時多態(tài)性體現(xiàn)在函數(shù)和運算符的重載上聋呢;

虛函數(shù):在基類中冠以關(guān)鍵字 virtual 的成員函數(shù)苗踪。 它提供了一種接口界面。允許在派生類中對基類的虛函數(shù)重新定義削锰。

純虛函數(shù)的作用:在基類中為其派生類保留一個函數(shù)的名字通铲,以便派生類根據(jù)需要對它進行定義。作為接口而存在 純虛函數(shù)不具備函數(shù)的功能器贩,一般不能直接被調(diào)用颅夺。

從基類繼承來的純虛函數(shù),在派生類中仍是虛函數(shù)蛹稍。如果一個類中至少有一個純虛函數(shù)吧黄,那么這個類被稱為抽象類(abstract class)。

抽象類中不僅包括純虛函數(shù)唆姐,也可包括虛函數(shù)拗慨。抽象類必須用作派生其他類的基類,而不能用于直接創(chuàng)建對象實例奉芦。但仍可使用指向抽象類的指針支持運行時多態(tài)性赵抢。

什么是“引用”?申明和使用“引用”要注意哪些問題声功?

答:引用就是某個目標(biāo)變量的“別名”(alias)烦却,對應(yīng)用的操作與對變量直接操作效果完全相同。申明一個引用的時候先巴,切記要對其進行初始化其爵。引用聲明完畢后,相當(dāng)于目標(biāo)變量名有兩個名稱筹裕,即該目標(biāo)原名稱和引用名醋闭,不能再把該引用名作為其他變量名的別名。聲明一個引用朝卒,不是新定義了一個變量,它只表示該引用名是目標(biāo)變量名的一個別名乐埠,它本身不是一種數(shù)據(jù)類型抗斤,因此引用本身不占存儲單元囚企,系統(tǒng)也不給引用分配存儲單元。不能建立引用的數(shù)組瑞眼。

將“引用”作為函數(shù)參數(shù)有哪些特點龙宏?

(1)傳遞引用給函數(shù)與傳遞指針的效果是一樣的。這時伤疙,被調(diào)函數(shù)的形參就成為原來主調(diào)函數(shù)中的實參變量或?qū)ο蟮囊粋€別名來使用银酗,所以在被調(diào)函數(shù)中對形參變量的操作就是對其相應(yīng)的目標(biāo)對象(在主調(diào)函數(shù)中)的操作。

(2)使用引用傳遞函數(shù)的參數(shù)徒像,在內(nèi)存中并沒有產(chǎn)生實參的副本黍特,它是直接對實參操作;而使用一般變量傳遞函數(shù)的參數(shù)锯蛀,當(dāng)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時灭衷,需要給形參分配存儲單元,形參變量是實參變量的副本旁涤;如果傳遞的是對象翔曲,還將調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。因此劈愚,當(dāng)參數(shù)傳遞的數(shù)據(jù)較大時瞳遍,用引用比用一般變量傳遞參數(shù)的效率和所占空間都好。

(3)使用指針作為函數(shù)的參數(shù)雖然也能達到與使用引用的效果菌羽,但是掠械,在被調(diào)函數(shù)中同樣要給形參分配存儲單元,且需要重復(fù)使用"*指針變量名"的形式進行運算算凿,這很容易產(chǎn)生錯誤且程序的閱讀性較差份蝴;另一方面,在主調(diào)函數(shù)的調(diào)用點處氓轰,必須用變量的地址作為實參婚夫。而引用更容易使用,更清晰署鸡。

在什么時候需要使用“常引用”案糙?

如果既要利用引用提高程序的效率,又要保護傳遞給函數(shù)的數(shù)據(jù)不在函數(shù)中被改變靴庆,就應(yīng)使用常引用时捌。常引用聲明方式:const 類型標(biāo)識符 &引用名=目標(biāo)變量名;

string foo( );
void bar(string & s);

那么下面的表達式將是非法的:

bar(foo( ));
bar("hello world");

原因在于foo( )和"hello world"串都會產(chǎn)生一個臨時對象炉抒,而在C++中奢讨,這些臨時對象都是const類型的。因此上面的表達式就是試圖將一個const類型的對象轉(zhuǎn)換為非const類型焰薄,這是非法的拿诸。引用型參數(shù)應(yīng)該在能被定義為const的情況下扒袖,盡量定義為const 。

流操作符重載返回值申明為“引用”的作用:

流操作符<<和>>亩码,這兩個操作符常常希望被連續(xù)使用季率,例如:cout << "hello" << endl; 因此這兩個操作符的返回值應(yīng)該是一個仍然支持這兩個操作符的流引用∶韫担可選的其它方案包括:返回一個流對象和返回一個流對象指針飒泻。但是對于返回一個流對象,程序必須重新(拷貝)構(gòu)造一個新的流對象吏廉,也就是說泞遗,連續(xù)的兩個<<操作符實際上是針對不同對象的!這無法讓人接受迟蜜。對于返回一個流指針則不能連續(xù)使用<<操作符刹孔。因此娜睛,返回一個流對象引用是惟一選擇髓霞。這個唯一選擇很關(guān)鍵,它說明了引用的重要性以及無可替代性畦戒,也許這就是C++語言中引入引用這個概念的原因吧方库。

結(jié)構(gòu)與聯(lián)合有和區(qū)別?

(1). 結(jié)構(gòu)和聯(lián)合都是由多個不同的數(shù)據(jù)類型成員組成, 但在任何同一時刻, 聯(lián)合中只存放了一個被選中的成員(所有成員共用一塊地址空間), 而結(jié)構(gòu)的所有成員都存在(不同成員的存放地址不同)障斋。

(2). 對于聯(lián)合的不同成員賦值, 將會對其它成員重寫, 原來成員的值就不存在了, 而對于結(jié)構(gòu)的不同成員賦值是互不影響的纵潦。

重載(overload)和重寫(overried,有的書也叫做“覆蓋”)的區(qū)別垃环?

從定義上來說:

重載:是指允許存在多個同名函數(shù)邀层,而這些函數(shù)的參數(shù)表不同(或許參數(shù)個數(shù)不同,或許參數(shù)類型不同遂庄,或許兩者都不同)寥院。

重寫:是指子類重新定義父類虛函數(shù)的方法。

從實現(xiàn)原理上來說:

重載:編譯器根據(jù)函數(shù)不同的參數(shù)表涛目,對同名函數(shù)的名稱做修飾秸谢,然后這些同名函數(shù)就成了不同的函數(shù)(至少對于編譯器來說是這樣的)。如霹肝,有兩個同名函數(shù):function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;估蹄。那么編譯器做過修飾后的函數(shù)名稱可能是這樣的:int_func、str_func沫换。對于這兩個函數(shù)的調(diào)用臭蚁,在編譯器間就已經(jīng)確定了,是靜態(tài)的。也就是說刊棕,它們的地址在編譯期就綁定了(早綁定)炭晒,因此待逞,重載和多態(tài)無關(guān)甥角!

重寫:和多態(tài)真正相關(guān)。當(dāng)子類重新定義了父類的虛函數(shù)后识樱,父類指針根據(jù)賦給它的不同的子類指針嗤无,動態(tài)的調(diào)用屬于子類的該函數(shù),這樣的函數(shù)調(diào)用在編譯期間是無法確定的(調(diào)用的子類的虛函數(shù)的地址無法給出)怜庸。因此当犯,這樣的函數(shù)地址是在運行期綁定的(晚綁定)。

有哪幾種情況只能用intialization list 而不能用assignment?

當(dāng)類中含有const割疾、reference 成員變量嚎卫;基類的構(gòu)造函數(shù)都需要初始化表。

C++是不是類型安全的宏榕?

不是拓诸。兩個不同類型的指針之間可以強制轉(zhuǎn)換(用reinterpret cast)。C#是類型安全的麻昼。

main 函數(shù)執(zhí)行以前奠支,還會執(zhí)行什么代碼?

全局對象的構(gòu)造函數(shù)會在main 函數(shù)之前執(zhí)行抚芦。

描述C++內(nèi)存分配方式以及它們的區(qū)別?

  1. 從靜態(tài)存儲區(qū)域分配倍谜。內(nèi)存在程序編譯的時候就已經(jīng)分配好,這塊內(nèi)存在程序的整個運行期間都存在叉抡。例如全局變量尔崔,static 變量。

  2. 在棧上創(chuàng)建褥民。在執(zhí)行函數(shù)時季春,函數(shù)內(nèi)局部變量的存儲單元都可以在棧上創(chuàng)建,函數(shù)執(zhí)行結(jié)束時這些存儲單元自動被釋放轴捎。棧內(nèi)存分配運算內(nèi)置于處理器的指令集鹤盒。

  3. 從堆上分配,亦稱動態(tài)內(nèi)存分配侦副。程序在運行的時候用malloc 或new 申請任意多少的內(nèi)存侦锯,程序員自己負(fù)責(zé)在何時用free 或delete 釋放內(nèi)存。動態(tài)內(nèi)存的生存期由程序員決定秦驯,使用非常靈活尺碰,但問題也最多。

  4. 文字常量區(qū) —常量字符串就是放在這里的。 程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放

  5. 程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進制代碼亲桥。

malloc實現(xiàn)方式

將堆內(nèi)存空間以塊(Block)的形式組織起來洛心,每個塊由meta區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)組成,meta區(qū)記錄數(shù)據(jù)塊的元信息(數(shù)據(jù)區(qū)大小题篷、空閑標(biāo)志位词身、指針等等),數(shù)據(jù)區(qū)是真實分配的內(nèi)存區(qū)域番枚,并且數(shù)據(jù)區(qū)的第一個字節(jié)地址即為malloc返回的地址法严。


image.png

現(xiàn)在考慮如何在block鏈中查找合適的block。一般來說有兩種查找算法:

  • First fit:從頭開始葫笼,使用第一個數(shù)據(jù)區(qū)大小大于要求size的塊所謂此次分配的塊
  • Best fit:從頭開始深啤,遍歷所有塊,使用數(shù)據(jù)區(qū)大小大于size且差值最小的塊作為此次分配的塊

兩種方法各有千秋路星,best fit具有較高的內(nèi)存使用率(payload較高)溯街,而first fit具有更好的運行效率。

https://kb.cnblogs.com/page/512454/

請說出const與#define 相比洋丐,有何優(yōu)點呈昔?

const作用:定義常量、修飾函數(shù)參數(shù)垫挨、修飾函數(shù)返回值三個作用韩肝。被Const修飾的東西都受到強制保護,可以預(yù)防意外的變動九榔,能提高程序的健壯性哀峻。

  • const 常量有數(shù)據(jù)類型,而宏常量沒有數(shù)據(jù)類型哲泊。編譯器可以對前者進行類型安全檢查剩蟀。而對后者只進行字符替換,沒有類型安全檢查切威,并且在字符替換可能會產(chǎn)生意料不到的錯誤育特。

  • 有些集成化的調(diào)試工具可以對const 常量進行調(diào)試,但是不能對宏常量進行調(diào)試先朦。

簡述數(shù)組與指針的區(qū)別缰冤?

數(shù)組要么在靜態(tài)存儲區(qū)被創(chuàng)建(如全局?jǐn)?shù)組),要么在棧上被創(chuàng)建喳魏。指針可以隨時指向任意類型的內(nèi)存塊棉浸。

(1)修改內(nèi)容上的差別

char a[] = “hello”;

a[0] = ‘X’;

char *p = “world”; // 注意p 指向常量字符串

p[0] = ‘X’; // 編譯器不能發(fā)現(xiàn)該錯誤,運行時錯誤

(2) 用運算符sizeof 可以計算出數(shù)組的容量(字節(jié)數(shù))刺彩。sizeof(p),p 為指針得到的是一個指針變量的字節(jié)數(shù)迷郑,而不是p 所指的內(nèi)存容量枝恋。C++/C 語言沒有辦法知道指針?biāo)傅膬?nèi)存容量,除非在申請內(nèi)存時記住它嗡害。注意當(dāng)數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)進行傳遞時焚碌,該數(shù)組自動退化為同類型的指針。

char a[] = "hello world";

char *p = a;

cout<< sizeof(a) << endl; // 12 字節(jié)

cout<< sizeof(p) << endl; // 4 字節(jié)

// 計算數(shù)組和指針的內(nèi)存容量

void Func(char a[100]){

  cout<< sizeof(a) << endl; // 4 字節(jié)而不是100 字節(jié)

}

棧內(nèi)存與文字常量區(qū)

char str1[] = "abc";

char str2[] = "abc";

char *str3 = "abc";

char *str4 = "abc";

cout << ( str1 == str2 ) << endl;//0 分別指向各自的棧內(nèi)存

cout << ( str3 == str4 ) << endl;//1 指向文字常量區(qū)地址相同

將程序跳轉(zhuǎn)到指定內(nèi)存地址

要對絕對地址0x100000賦值霸妹,我們可以用(unsigned int*)0x100000 = 1234;那么要是想讓程序跳轉(zhuǎn)到絕對地址是0x100000去執(zhí)行十电,應(yīng)該怎么做?

// 首先要將0x100000強制轉(zhuǎn)換成函數(shù)指針,即:

(void (*)())0x100000

// 然后再調(diào)用它:

*((void (*)())0x100000)();

復(fù)雜聲明

  1. void * ( * (fp1)(int))[10]; fp1是一個指針抑堡,指向一個函數(shù)摆出,這個函數(shù)的參數(shù)為int型,函數(shù)的返回值是一個指針首妖,這個指針指向一個數(shù)組,這個數(shù)組有10個元素爷恳,每個元素是一個void型指針有缆。

  2. float (( fp2)(int,int,int))(int); fp2是一個指針,指向一個函數(shù)温亲,這個函數(shù)的參數(shù)為3個int型棚壁,函數(shù)的返回值是一個指針,這個指針指向一個函數(shù)栈虚,這個函數(shù)的參數(shù)為int型袖外,函數(shù)的返回值是float型。

  3. int (* ( * fp3)())10;fp3是一個指針魂务,指向一個函數(shù)曼验,這個函數(shù)的參數(shù)為空,函數(shù)的返回值是一個指針粘姜,這個指針指向一個數(shù)組鬓照,這個數(shù)組有10個元素,每個元素是一個指針孤紧,指向一個函數(shù)豺裆,這個函數(shù)的參數(shù)為空,函數(shù)的返回值是int型号显。

全局變量和局部變量有什么區(qū)別臭猜?是怎么實現(xiàn)的?操作系統(tǒng)和編譯器是怎么知道的押蚤?

  • 生命周期不同:

全局變量隨主程序創(chuàng)建和創(chuàng)建蔑歌,隨主程序銷毀而銷毀;局部變量在局部函數(shù)內(nèi)部活喊,甚至局部循環(huán)體等內(nèi)部存在丐膝,退出就不存在量愧;

  • 使用方式不同:通過聲明后全局變量程序的各個部分都可以用到;局部變量只能在局部使用帅矗;分配在棧區(qū)偎肃。

操作系統(tǒng)和編譯器通過內(nèi)存分配的位置來知道的,全局變量分配在全局?jǐn)?shù)據(jù)段并且在程序開始運行的時候被加載浑此。局部變量則分配在堆棧里面 累颂。

const int * 、int * const凛俱、int const

若const在*之前紊馏,const限定的是被指向的內(nèi)容。
若const在*之后蒲犬,const限定的是指針本身朱监。

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