C++基础知识

1 常量定义方式以及他们之间的区别

const定义方式: const int sunNumer = 10;
define 定义方式 #define sunNumber 10;

区别

  1. const 常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。
  2. 编译器可以对前者进行类型安全检查。而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换可能会产生意料不到的错误(边际效应) 。
  3. #define是定义宏变量,它其实是在编译之前,由预处理指令把代码里面的宏变量用指定的字符串替换,它不做语法检查,而constant 则是定义含有变量类型的常量。一般说来推荐使用constant定义常量,它在编译时会做语法检查。

2 虚函数

virtual关键字可以修饰普通的成员函数,也可以修饰析构函数,但并不是没有限制

virtual在函数中的使用限制

  1. 普通函数不能是虚函数,也就是说这个函数必须是某一个类的成员函数,不可以是一个全局函数,否则会导致编译错误。
  2. 静态成员函数不能是虚函数 static成员函数是和类同生共处的,他不属于任何对象,使用virtual也将导致错误。
  3. 内联函数不能是虚函数 如果修饰内联函数 如果内联函数被virtual修饰,计算机会忽略inline使它变成存粹的虚函数。
  4. 构造函数不能是虚函数,否则会出现编译错误。

C++多态的实现?

多态分为静态多态和动态多态。
静态多态是通过重载和模板技术实现,在编译的时候确定。
动态多态通过虚函数和继承关系来实现,执行动态绑定,在运行的时候确定。

动态多态实现有几个条件:
(1) 虚函数;
(2) 一个基类的指针或引用指向派生类的对象;

基类指针在调用成员函数(虚函数)时,就会去查找该对象的虚函数表。虚函数表的地址在每个对象的首地址。查找该虚函数表中该函数的指针进行调用。
每个对象中保存的只是一个虚函数表的指针,C++内部为每一个类维持一个虚函数表,该类的对象的都指向这同一个虚函数表。

虚函数表中为什么就能准确查找相应的函数指针呢?

因为在类设计的时候,虚函数表直接从基类也继承过来,如果派生类中成员函数覆盖了其中的某个虚函数,那么虚函数表的指针就会被替换为该成员函数,因此可以根据指针准确找到该调用哪个函数。

虚函数的作用?

虚函数用于实现多态
但是虚函数在设计上还具有封装和抽象的作用。比如抽象工厂模式。

虚函数表是针对类的还是针对对象的?同一个类的两个对象的虚函数表是怎么维护的?

编译器为每一个类维护一个虚函数表,每个对象的首地址保存着该虚函数表的指针,同一个类的不同对象实际上指向同一张虚函数表。

纯虚函数如何定义,为什么对于存在虚函数的类中析构函数要定义成虚函数

为了实现多态进行动态绑定,将派生类对象指针绑定到基类指针上,对象销毁时,如果析构函数没有定义为析构函数,则会调用基类的析构函数,显然只能销毁部分数据。如果要调用对象的析构函数,就需要将该对象的析构函数定义为虚函数,销毁时通过虚函数表找到对应的析构函数。

3 引用和指针的区别

  1. 从内存分配上看:程序为指针变量分配内存区域,而引用不需要分配内存区域。
  2. 指针是一个变量,只不过这个变量存储的是一个地址,指向内存的一个存储单元;而引用仅是个别名;
  3. 引用只能在定义时被初始化一次,之后不可变;指针可变;
  4. 引用不能为空,指针可以为空;
  5. 指针可以有多级,但是引用只能是一级(int **p;合法 而 int &&a是不合法的)

const注意事项

  1. 不能定义数组引用
  2. 不能修改引用
  3. 不能返回函数局部变量的引用,因为局部变量会在函数周期结束时被销毁,返回的引用也就没有了指向对象。
  4. const 函数只能调用 const 函数。非 const 函数可以调用 const 函数。
  5. const 修饰类的成员变量,表示成员常量,不能被修改。
  6. const修饰函数承诺在本函数内部不会修改类内的数据成员,不会调用其它非 const 成员函数。

const好处

  1. 代码简洁、可读性好
  2. 避免赋值、保护变量不被修改、const函数保证不修改成员数据
  3. 定义常量、修饰函数参数、修饰函数返回值三个作用。被Const修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮性。

4 内存对齐规则

  1. 从0位置开始存储;
  2. 变量存储的起始位置是该变量大小的整数倍;
  3. 结构体总的大小是其最大元素的整数倍,不足的后面要补齐;
  4. 结构体中包含结构体,从结构体中最大元素的整数倍开始存;
  5. 如果加入pragma pack(n) ,取n和变量自身大小较小的一个。

5 重写与重载

从定义上区分:
重载overload:是指允许存在多个同名函数,而这些函数的参数表不同(或许参数个数不同,或许参数类型不同,或许两者都不同)。
重写overwried(覆盖):是指子类重新定义父类虚函数的方法。
从实现原理上区分:
编译器根据函数不同的参数表,对同名函数的名称做修饰,然后这些同名函数就成了不同的函数(至少对于编译器来说是这样的)。如,有两个同名函数:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的:int_func、str_func。对于这两个函数的调用,在编译器间就已经确定了,是静态的。也就是说,它们的地址在编译期就绑定了(早绑定),因此,重载又称静态多态!
重写:和多态真正相关。当子类重新定义了父类的虚函数后,父类指针根据赋给它的不同的子类指针,在运行阶段,动态的调用属于子类的该函数,这样的函数调用在编译期间是无法确定的(调用的子类的虚函数的地址无法给出)。因此,这样的函数地址是在运行期绑定的(晚绑定,动态多态)。

6描述内存分配方式以及它们的区别

1) 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好,这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量,static 变量。
2) 在栈上创建。在执行函数时,函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建,函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集。
3) 从堆上分配,亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc 或new 申请任意多少的内存,程序员自己负责在何时用free 或delete 释放内存。动态内存的生存期由程序员决定,使用非常灵活,但问题也最多。

7 面向对象特点

封装、继承、多态

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