c++面试题总结(一)

无敌幸运星
1,418 阅读10分钟

强制类型转换运算符，C的强转对应哪个？

c++里面的的类型转换符有四个，分别是const_cast、static_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。这四种类型分别有不同的作用。

  • const_cast：一般用于去除const属性，将const转换为非const，但原变量的属性还是const，只是在强转的过程中会临时生成一份去除const属性的变量出来。
  • static_cast：用于强制转换数据类型，但是没有运行时的安全检测，而且还不能进行交叉转换，意思就是不是同意继承体系的无法转换，常用于基本数据类型的转换吗、非const转换const
  • dynamic_cast：使用最多的一个类型转换符，一般用于多态类型的转换，有运行时安全检测
  • reinterpret_cast：属于比较底层的进制转换，没有任何类型检查和格式转换，仅仅是简单的二进制数据拷贝；可以交叉转换，可以将指针和整数相互转换。

而c语言的强转对应的就是static_cast，原因是他们两个在强转的时候都不会进行类型强转的安全检测，类型不匹配的话就会报异常。

智能指针

智能指针主要用于管理在堆上分配的内存，它将普通的指针封装为一个栈对象。当栈对象的生存周期结束后，会在析构函数中释放掉申请的内存，从而防止内存泄漏。C++ 11中最常用的智能指针类型为shared_ptr,它采用引用计数的方法，记录当前内存资源被多少个智能指针引用。该引用计数的内存在堆上分配。当新增一个时引用计数加1，当过期时引用计数减一。只有引用计数为0时，智能指针才会自动释放引用的内存资源。对shared_ptr进行初始化时不能将一个普通指针直接赋值给智能指针，因为一个是指针，一个是类。可以通过make_shared函数或者通过构造函数传入普通指针。并可以通过get函数获得普通指针。

在使用传统的指针的时候很容易出现以下问题：

  • 需要手动管理内存
  • 容易发生内存泄漏(忘记释放、出现异常等)
  • 释放之后产生野指针

而只能指针的出现就是为了解决传统指针出现的问题，智能指针分别有：shared_ptr、weak_ptr、 unique_ptr。

shared_ptr的原理

  • 一个shared_ptr会对一个对象产生强引用
  • 每个对象都有个与之对应的强引用计数，记录着当前对象被多少个shared_ptr强引用着
    • 可以通过shared_ptr的use_count函数会的强引用计数
  • 当有一个新的shared_ptr指向对象时，对象的强引用计数就会+1
  • 当有一个shared_ptr销毁时(比如说作用域结束)，对象的强引用计数就会-1
  • 当一个对象的强引用计数为0时(没有任何shared_ptr指向对象时)，对象就会自动销毁(调用析构函数)。

使用shared_ptr时避免循环引用，循环引用会导致堆内存无法正确释放，导致内存泄漏。

weak_ptr的原理

weak_ptr 的实现原理同shared_ptr会差不多，不过weak_ptr产生的是弱引用，它可以用来解决shared_ptr的循环引用问题

unique_ptr的原理

  • unique_ptr也会对一个对象产生强引用，它可以确保同一时间只有1个指针指向对象
  • 当unique_ptr销毁时(作用域结束)，其指向的对象也就自动销毁了。
  • 可以使用std::move函数转移unique_ptr的所有权(转移强引用对象)

TCP和UDP的区别

  • TCP面向连接(如打电话先要拨号建立连接)；UDP是面向无连接，即发送数据前不需要建立连接
  • TCP提供可靠的服务，也就是说通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按顺序到达；UDP进最大努力交付，但不保证可靠交付。
  • TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一串无结构的字节流；UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等)
  • 每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一，一对多，多对一的交互通信
  • TCP首部开销20字节；UDP首部开销小，只有8个字节
  • TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道；UDP则是不可靠信道。

C++编译过程

c++编译分为以下四个步骤：预处理-->编译-->汇编-->链接。

预处理

预处理用于将所有#include头文件以及宏定义替换成真正的内容，预处理之后得到的仍然是文本文件，但文件体积会大很多

编译

这里的编译不是指从源文件到二进制程序的全部过程，而是将经过预处理之后的程序转换成特定汇编代码的过程。

汇编

汇编过程将上一步的汇编代码转换成机器码，这一步产生的文件叫做目标文件，是二进制。

链接

链接过程将多个目标文件以及所需要的的库文件(.so等)链接成最终的可执行文件。

C++是静态语言还是动态语言

所谓动态语言，就是类型检查是在运行的时候做的，变量使用之前不需要类型声明，通常变量的类型就是被赋值的那个值的类型，例如JavaScript等这种脚本语言就是动态语言，在编译阶段它不会判断代码是否符合规范，在运行的时候才会去判断。相反静态语言就是在编译阶段进行类型检查，当编译源程序的时候，出现不符合语法的规范，就会提示错误，在编译变量的数据类型即可确定，像Java、c、c++这种就属于静态语言。

全局变量、静态全局变量、静态局部变量和普通局部变量的区别

按存储区域分

全局变量、静态全局变量和静态局部变量都存放在内存的全局数据区；局部变量存放在内存的栈区。

按作用域分

  • 全局变量在整个工程文件内都有效(可以使用extren可这个变量扩展过来)
  • 静态全局变量只在定义它的文件内有效
  • 静态局部变量只在定义它的函数内有效，且程序分配一次内存，函数返回后，该变量不会消失；局部变量在定义它 的函数内有效，但是函数返回后失效；
  • 全局变量和静态变量如果没有手动初始化，则编译器初始化为0.局部变量的值为不确定；
  • 静态局部变量和全局变量共享全局数据区，但静态局部变量只在定义它的函数中可见。静态局部变量与局部变量在存储位置上不同，使得其存在的时限也不同，导致这两者操作的运行结果也不同。

C++的多态类型

C++的多态类型分为两种，分别是：静态多态(重载，模板)、动态多态(覆盖，虚函数实现)

静态多态

在编译的时候，就确定调用函数的类型

动态多态

在运行的时候，才确定调用的是哪个函数，动态绑定。运行基类指针指向派生类的对象，并调用派生类的函数。

struct和class的区别

  • C语言中的struct表示结构
  • struct访问权限默认是public的，而class默认的访问权限是private的

简述进程和线程

  • 进程与线程之间是父子关系。执行了一个可执行文件便会在系统中创建一个进程。而每个进程都有一个主线程和一个或者多个的子线程，一个进程里有且只有一个主线程。
  • 而除主线程之外，我们可以通过自己的代码来创建多个子线程，我们每创建一个子线程就可以在同一时刻多干一件不同的事。
  • 不过线程并不是越多越好，每创建一个子线程都需要一个独立的堆栈空间，线程之间的切换回需要保存很多的中间状态，这种状态间的切换会耗费本该属于程序运行的时间

线程的优缺点

优点：

  • 线程启动速度更快，更轻量级
  • 系统资源开销更少，执行速度更快

缺点：

  • 使用起来有一定难度，需要小心处理数据的一致性问题。

malloc和new(区别)

  • new/delete是C++的关键字，而malloc/free是库函数，new/delete可以进行重载，而malloc/free不行；
  • new时不需要指定空间大小，但是需要指定分配对象类型，返回的也是该类型的指针；而malloc时需要指定空间大小，无需指定数据类型，返回的是void *泛型指针；
  • new失败时直接抛异常，而malloc则是返回NULL；
  • new时会先调用malloc，然后调用所分配对象的构造函数进行构造；

指针和引用(区别)

  • 引用必须被初始化，指针可以不初始化
  • 引用不能改变被引用的对象，指针可以改变指向
  • 引用没有自己独立的内存空间(指向变量内存)，指针有自己独立的内存
  • 引用不能为空，指针可以为空

什么时候用引用，什么时候用指针

对于使用传递的值而不做修改的函数

  • 数据对象较小，如内置数据类型或小型结构体，则按值传递
void func(int );
  • 数据对象是数组，则只能使用指针，并将指针const指针
void func(const int *,int);//第二个参数为数组长度
  • 数据对象是较大的结构体，则const指针或const引用都行
struct struc{…};
void func(const struc *);
void func(const struc &);
  • 数据对象是类，则使用const引用
void func(const string &,);

对于使用传递的值要做修改的函数

  • 数据对象是内置数据类型，则使用指针
void func(int *);
  • 数据对象是数组，则只能使用指针
void func(int *,int);//第二个参数为数组长度
  • 数据对象是结构体，则使用引用或指针
struct struc{…};
void func(struc *);
void func(struc &);
  • 数据对象是类，则使用引用
void func(ostream &);

指针常量和常量指针

指针常量：const修饰指针本身

常量指针(只读类型的指针)：const修饰指针指向的类型

判断：const在*前还是后，前：常量指针；后：指针常量

指针常量：

  • 必须初始化
  • 可以通过指针修改指向变量的值
  • 不可以改变指针的指向

常量指针：

  • 可以不初始化
  • 不可以通过指针修改指向变量的值
  • 可以改变指针的指向
  • 可以指向非const修饰的变量

左值引用和右值引用

首先要清楚左值和右值的概念。左值和右值的区分标准在于能够获取地址，能够获取地址便是左值，不能获取地址便是右值。

左值引用

传统的c++引用便是左值引用

int i = 1;
int &ii = i;

右值引用

c++11中增加了右值引用，右值引用关联到右值时，右值被存储到特定位置，右值引用指向该特定位置，也就是说，右值虽然无法获取地址，但是右值引用是可以获取地址的，该地址表示临时对象的存储位置。

int &&iii = 10;

右值引用可以解决两个问题：

  • 临时对象非必要的昂贵的拷贝操作
  • 在模板函数中如何按照参数的实际类型进行转发。

具体的内容请看这篇文章

avatar
文章
阅读
粉丝