這里匯總一些C/C++開發(fā)崗的常見面試八股題，都屬于比較基礎(chǔ)绑警、偏理論性的題目求泰。換句話說，如果這些題目答不上來计盒，可能會(huì)給面試官留下的基礎(chǔ)不好的印象渴频，尤其是科班生哈。

廢話不多說北启，直接開始卜朗。

一、C/C++篇

1. 基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)篇

簡述C和C++的區(qū)別

難度：? 被考頻率：???

如果你面試的是C++開發(fā)崗咕村，有些面試官會(huì)把這個(gè)問題作為第一個(gè)問題场钉。C和C++的區(qū)別細(xì)究起來的話太多了，因此懈涛，我們只要回答它們最大的逛万，也是最主要的區(qū)別就好了。如果面試官想知道其余細(xì)節(jié)的話會(huì)繼續(xù)追問的批钠。

C和C++的區(qū)別如下：

1. 思想上：C是面向過程的宇植，它的主要特點(diǎn)是函數(shù)得封。編程思想是將問題分解成不同的步驟，并調(diào)用函數(shù)來依次實(shí)現(xiàn)這些步驟指郁。
   C++是面向?qū)ο蟮拿ι希闹饕攸c(diǎn)是類和對象。編程思想是將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)操作封裝成不同的類闲坎，通過創(chuàng)建這些類的對象并調(diào)用對象的成員函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型的操作晨横。

2. 應(yīng)用上：C的應(yīng)用更偏底層，常常用于嵌入式開發(fā)箫柳、驅(qū)動(dòng)開發(fā)等直接與硬件交互的領(lǐng)域。
   C++由于它優(yōu)秀的面向?qū)ο髾C(jī)制啥供，在大型應(yīng)用程序的開發(fā)方面也表現(xiàn)出色悯恍。

3. C++是對C的擴(kuò)充。除了添加了面向?qū)ο髾C(jī)制以外伙狐，C++還添加的機(jī)制常用到的有：類模板涮毫、異常處理、運(yùn)算符重載贷屎、標(biāo)準(zhǔn)模板庫(STL)罢防、命名空間(namespace)、流(stream)等等唉侄。

C程序從源程序到二進(jìn)制機(jī)器代碼的過程和gcc指令

難度：?? 被考頻率：???

舉例：gcc編譯源代碼hello.c的過程咒吐。

編譯過程

1. 預(yù)處理(Preprocessing)：gcc -E hello.c -o hello.i
處理所有預(yù)編譯指令，即源代碼文件中以“#”開頭的指令属划，具體為：
a. 展開宏定義#define恬叹。
b. 處理?xiàng)l件編譯指令#ifdef。
c. 處理文件包含指令#include同眯。
d. 刪除注釋"http://"和"/* */"绽昼。
e. 添加行號(hào)和文件標(biāo)識(shí)，便于編譯器在編譯階段產(chǎn)生錯(cuò)誤和警告提示時(shí)能夠顯示行號(hào)须蜗。

2. 編譯(Compilation)：gcc -S hello.i -o hello.s
對預(yù)處理后的文件進(jìn)行詞法分析硅确、語法分析、語義分析明肮、中間代碼的生成和優(yōu)化菱农，最后得到匯編代碼文件。
a. 詞法分析(Lexical analysis)：詞法分析器會(huì)從左到右逐個(gè)字符讀入源程序晤愧，按照詞法規(guī)則將源代碼分割成一個(gè)個(gè)單詞(Token)大莫，檢查詞法錯(cuò)誤，并輸出二元組<單詞類別官份，單詞屬性>方便后續(xù)編譯過程的引用只厘。
b. 語法分析(Syntax analysis)：識(shí)別由詞法分析器輸出的單詞符號(hào)序列烙丛，構(gòu)造一棵語法樹。語法樹指出了詞法單元流的語法結(jié)構(gòu)羔味，可以判斷是否符合語法規(guī)范河咽。常見的語法分析方法分為自下而上和自上而下兩大方法。
c. 語義分析(Semantic analysis)：使用語法樹和單詞符號(hào)表中的信息赋元，進(jìn)一步檢查源程序是否滿足語言定義的語義約束忘蟹。這一步分析的時(shí)靜態(tài)語義，也就是在編譯期間能分析的語義搁凸，而動(dòng)態(tài)語義指在運(yùn)行期間才能確定的語義媚值。
d. 中間代碼生成：根據(jù)語義分析的輸出，生成類機(jī)器語言的中間代碼护糖，如三地址代碼褥芒。
e. 中間代碼優(yōu)化：改進(jìn)中間代碼的質(zhì)量。
f. 目標(biāo)代碼生成：將中間代碼映射成目標(biāo)語言(匯編語言)嫡良。

3. 匯編(Assembly)：gcc -c hello.s -o hello.o
匯編器將匯編代碼翻譯成可執(zhí)行的機(jī)器碼锰扶。每一條匯編語句對應(yīng)一條機(jī)器指令，因此匯編器的工作就是根據(jù)匯編指令和機(jī)器指令的對照表一一翻譯過來即可寝受。

4. 鏈接(Linking)：gcc hello.o -o hello
鏈接器將多個(gè)匯編后得到的機(jī)器碼文件鏈接坷牛，從而生成一個(gè)可執(zhí)行程序。分為靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接兩種方式很澄。
a. 靜態(tài)鏈接：在鏈接可執(zhí)行文件時(shí)京闰，鏈接器會(huì)找到所有被用到的源代碼，將它們復(fù)制并組合起來形成一個(gè)可執(zhí)行文件甩苛。優(yōu)點(diǎn)是由于可執(zhí)行文件中已經(jīng)具備了執(zhí)行程序需要的全部內(nèi)容忙干，因此執(zhí)行時(shí)運(yùn)行速度較快。缺點(diǎn)是如果有多個(gè)可執(zhí)行程序需要引用同一個(gè)目標(biāo)文件浪藻，每個(gè)可執(zhí)行程序都會(huì)復(fù)制一份該文件的副本捐迫，造成空間浪費(fèi)；另外爱葵，如果某個(gè)目標(biāo)文件被修改了施戴，則所有引用該文件的可執(zhí)行程序都需要重新編譯。
b. 動(dòng)態(tài)鏈接：程序被拆分成獨(dú)立的部分存儲(chǔ)萌丈，只有運(yùn)行時(shí)才鏈接在一起形成完整的程序赞哗。優(yōu)點(diǎn)是即使多個(gè)程序依賴同一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫，也不需要將這個(gè)庫復(fù)制多份辆雾，而是所有程序共享這個(gè)庫肪笋；此外在程序更新時(shí)只更新被修改的庫，不需要重新鏈接所有程序。缺點(diǎn)是因?yàn)閷㈡溄舆^程推遲到程序運(yùn)行時(shí)期藤乙，所以會(huì)對程序性能產(chǎn)生損失猜揪。

C程序的內(nèi)存管理

難度：?? 被考到頻率：????

C或C++語言編寫的程序在處理機(jī)上運(yùn)行，通常被分成五段：

1. 棧區(qū)：存放函數(shù)中聲明的局部變量坛梁、函數(shù)的形參和返回值垫挨。地址空間“向下減少”状蜗。

2. 堆區(qū)：保存動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存區(qū)域，可由程序員向操作系統(tǒng)申請和自行釋放话瞧。

3. 靜態(tài)區(qū)(全局區(qū))：存儲(chǔ)全局變量和靜態(tài)變量育特。靜態(tài)區(qū)內(nèi)存程序開始時(shí)創(chuàng)建举反，直到程序運(yùn)行結(jié)束后才會(huì)被釋放蹂匹。

4. 常量區(qū)：保存常量岛都，在程序運(yùn)行期間不能被修改的量，如字符串常量"abcd"队魏。

5. 代碼區(qū)：存放程序代碼缔俄，二進(jìn)制機(jī)器指令形式，只讀器躏。

補(bǔ)充：一個(gè)由C語言程序編譯得到的可執(zhí)行二進(jìn)制文件，從硬盤上被加載到內(nèi)存空間上運(yùn)行的過程蟹略，內(nèi)存的分配和管理機(jī)制登失。

一個(gè)C語言編譯的可執(zhí)行二進(jìn)制文件，通常被分為三段：代碼段(text)挖炬、數(shù)據(jù)段(data)揽浙、堆棧段(BSS)。

裝載到內(nèi)存上被分為五段：棧區(qū)(stack)意敛、堆區(qū)(heap)馅巷、未初始化變量(BSS)、初始化變量(data)草姻、代碼段(text)钓猬。

可執(zhí)行文件中，text段存放二進(jìn)制程序撩独；data段存放靜態(tài)初始化的數(shù)據(jù)敞曹，即賦初值的全局變量和static變量；BSS段存放未初始化的數(shù)據(jù)综膀，即沒有賦初值的全局變量和static變量澳迫，在可執(zhí)行文件中BSS段并不占用實(shí)際空間，而是只記載該區(qū)大小的數(shù)值剧劝，程序載入時(shí)菜實(shí)際分配空間橄登，且該控件由系統(tǒng)初始化為零。

應(yīng)用程序加載到內(nèi)存空間時(shí)，操作系統(tǒng)根據(jù)可執(zhí)行文件中header中的內(nèi)容拢锹，為text段谣妻、data段、為BSS段分配相應(yīng)的內(nèi)存空間面褐，將文件中
data段和text段內(nèi)容拷貝到內(nèi)存中拌禾，將BSS段初始化為零，同時(shí)為堆區(qū)和棧區(qū)分配空間并維護(hù)展哭。

內(nèi)存空間分配

堆和棧的區(qū)別

難度：?? 被考到頻率：?????

什么叫內(nèi)存泄漏

難度：?? 被考到頻率：??

內(nèi)存泄漏役衡，通常指堆內(nèi)存泄漏茵休，程序員向系統(tǒng)申請任意大小的堆內(nèi)存塊，使用完畢必須進(jìn)行顯式的內(nèi)存釋放手蝎，否則該內(nèi)存不能再次被使用榕莺。即使用malloc、realloc棵介、new申請的空間钉鸯，必須使用free、delete進(jìn)行釋放邮辽。

什么叫作用域

2. C++特性篇

C++的三大特征

難度：? 被考到頻率：??

繼承唠雕、多態(tài)、封裝吨述。

1. 繼承：一個(gè)對象可以繼承另一類對象的特征和能力岩睁。目的是避免公用代碼的重復(fù)開發(fā)，減少代碼和數(shù)據(jù)冗余揣云。

2. 多態(tài)：為不同數(shù)據(jù)類型的實(shí)體提供統(tǒng)一的接口捕儒，程序運(yùn)行時(shí)，相同的消息可能會(huì)送給多個(gè)不同的類別之對象邓夕，而系統(tǒng)可依據(jù)對象所屬類別肋层，引發(fā)對應(yīng)類別的方法，而有不同的行為

3. 封裝：把客觀的事物抽象成一個(gè)類翎迁，就是將數(shù)據(jù)和方法打包在一起栋猖，加以權(quán)限的區(qū)分，達(dá)到保護(hù)并安全使用數(shù)據(jù)的目的汪榔。

靜態(tài)多態(tài)和動(dòng)態(tài)多態(tài)

難度：?? 被考到頻率：??

多態(tài)分為靜態(tài)多態(tài)和動(dòng)態(tài)多態(tài)蒲拉。

靜態(tài)多態(tài)：在編譯期間決定程序的執(zhí)行過程肃拜。包括函數(shù)重載和泛型編程，泛型編程包括函數(shù)模板和類模板雌团。

動(dòng)態(tài)多態(tài)：在程序運(yùn)行時(shí)根據(jù)被引用對象的實(shí)際類型判斷調(diào)用哪個(gè)方法燃领。包括虛函數(shù)。

C++中重載锦援、重寫(覆蓋)和隱藏的區(qū)別

難度：?? 被考到頻率：??

1. 重載(overload)：同一作用域存在的名稱相同猛蔽、參數(shù)類型或參數(shù)數(shù)目不同的函數(shù)。在函數(shù)調(diào)用時(shí)根據(jù)不同的參數(shù)來決定具體調(diào)用哪個(gè)函數(shù)灵寺。

class A {
   ...
    void fun(int);
    void fun(double, double);
   ...
}

2. 重寫(覆蓋)（override）
   派生類中的函數(shù)覆蓋基類中的同名函數(shù)曼库，要求兩個(gè)函數(shù)具有相同的參數(shù)個(gè)數(shù)、參數(shù)類型和返回值類型略板，且基類中的函數(shù)必須是虛函數(shù)毁枯。重寫指的是重寫基類函數(shù)中的函數(shù)體。

class A { //父類
public:
    virtual int fun(int a) {...}
}

class B : public A { //子類
public:
    virtual int fun(int a) override {...} //重寫叮称，加override可以確保是重寫父類的函數(shù)
}

3. 隱藏(hide)
   在某些情況下种玛，派生類中的函數(shù)屏蔽了基類中的同名函數(shù)的現(xiàn)象。如果想調(diào)用基類的函數(shù)必須加作用域限定符瓤檐。具體情況有：

(1)派生類和基類中具有同名函數(shù)赂韵，兩個(gè)函數(shù)參數(shù)列表相同，且基類的函數(shù)沒有被聲明稱虛函數(shù)挠蛉。

class A { //父類
public:
    void fun(int a) {...}
};

class B : public A { //子類
public:
    void fun(int a) {...} //隱藏父類的fun函數(shù)
};

int main() {
    B b;
    b.fun(2); //調(diào)用B中的fun函數(shù)
    b.A::fun(2); //調(diào)用A中fun函數(shù)
    return 0;
}

(2)派生類和基類中具有同名函數(shù)祭示，兩個(gè)函數(shù)參數(shù)列表不同，無論基類的函數(shù)是不是虛函數(shù)都會(huì)被隱藏碌秸。

class A { //父類
public:
    void fun(int a) {...}
};

class B : public A { //子類
public:
    void fun(char* a) {...} //隱藏父類的fun函數(shù)
};

int main() {
    B b;
    b.fun(2); //報(bào)錯(cuò)，調(diào)用B中的fun函數(shù)悄窃，但參數(shù)類型出錯(cuò)
    b.A::fun(2); //調(diào)用A中fun函數(shù)
    return 0;
}

虛函數(shù)

難度：?? 被考到頻率：???

基類和派生類中可以出現(xiàn)名字相同讥电、參數(shù)個(gè)數(shù)和參數(shù)類型都相同的函數(shù)，直接調(diào)用時(shí)編譯器會(huì)讓派生類函數(shù)覆蓋基類函數(shù)轧抗，或者通過添加作用域限定符來調(diào)用基類函數(shù)恩敌。因此，

下面的例子中横媚，基類和派生類中具有同名函數(shù)display()纠炮。

#include <iostream>
using namespace std;

//定義基類
class Point {
protected:
    float x, y;
public:
    Point(float x = 0, float y = 0); //構(gòu)造函數(shù)
    void display();
};

Point::Point(float a, float b) : x(a), y(b) {}
void Point::display() {
    cout << "[x, y] = [" << x << ", " << y << "]" << endl;
}

//定義派生類，繼承自父類Point
class Circle : public Point {
private:
    float radius;
public:
    Circle(float x = 0, float y = 0, float r = 0); //構(gòu)造函數(shù)
    void display(); //與基類中同名的函數(shù)
};

Circle::Circle(float a, float b, float r) : Point(a, b), radius(r) {}
void Circle::display() {
    cout << "[x, y] = [" << x << ", " << y << "]; r = " << radius << endl;
    return;
}

int main() {
    Point p(1, 1); //定義一個(gè)基類對象
    Circle c(5, 5, 2.5); //定義一個(gè)派生類對象
    Point* pt; //定義一個(gè)基類指針
    pt = &p;  //指針指向基類對象
    pt->display(); //調(diào)用同名函數(shù)
    pt = &c; //指針指向派生類對象
    pt->display(); //調(diào)用同名函數(shù)
    return 0;
}

輸出結(jié)果灯蝴。

[x, y] = [1, 1]
[x, y] = [5, 5]

分析輸出結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)恢口，第一行調(diào)用的基類的成員函數(shù)，第二行雖然指針指向了派生類穷躁，但由于指針的類型時(shí)基類的耕肩，調(diào)用的依舊是基類的成員函數(shù)。如果我們希望指針指向什么類的對象，就調(diào)用該類的成員函數(shù)猿诸，則需要將基類的display函數(shù)聲明為虛函數(shù)婚被。

修改代碼，其他地方不修改梳虽，只是在基類Point中的聲明display函數(shù)時(shí)添加關(guān)鍵字virtual址芯，如下。

//定義基類
class Point {
protected:
    float x, y;
public:
    Point(float x = 0, float y = 0); //構(gòu)造函數(shù)
    virtual void display();
};
... ...

運(yùn)行結(jié)果如下窜觉。

[x, y] = [1, 1]
[x, y] = [5, 5]; r = 2.5

在設(shè)定虛函數(shù)之前谷炸，基類指針本應(yīng)該指向基類對象，如果指向派生類對象竖螃，則必須進(jìn)行指針類型轉(zhuǎn)換淑廊，將派生類的指針轉(zhuǎn)換成基類指針，因此通過該指針也只能調(diào)用派生類對象中的基類部分特咆。

設(shè)定虛函數(shù)之后季惩，派生類的基類部分取代了原本基類中的虛函數(shù)，因此即使基類指針指向派生類對象腻格，也會(huì)調(diào)用派生類中的成員函數(shù)画拾。

虛函數(shù)的原理

難度：??? 被考到頻率：??

實(shí)現(xiàn)原理：虛函數(shù)表+虛表指針

虛函數(shù)表(vtbl)：是一個(gè)數(shù)組，每個(gè)元素都用來存儲(chǔ)虛函數(shù)的地址菜职。每個(gè)類有一個(gè)自己的虛函數(shù)表青抛，由于類中虛函數(shù)的個(gè)數(shù)可以在編譯時(shí)期就能確定，因此虛函數(shù)表的大小在編譯時(shí)期就可以確定酬核。虛函數(shù)表是全局共享的蜜另，存儲(chǔ)在全局?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)，在編譯時(shí)完成構(gòu)造嫡意，全局可用举瑰。

虛表指針(vptr)：編譯器為每個(gè)類對象添加一個(gè)隱藏成員，隱藏成員保存了一個(gè)指向虛函數(shù)表的指針蔬螟，

未完待續(xù)……