为了10月14的思科面试——再准备一次——CPP开发的面试总结

里面内容，大都来自牛客上的一位牛友，感谢感谢！
针对我自己的情况，我做了部分的删减

C++

1.引用和指针的区别？

1. 指针是一个实体，需要分配内存空间。引用只是变量的别名，不需要分配内存空间。
2. 引用在定义的时候必须进行初始化，并且不能够改变。指针在定义的时候不一定要初始化，并且指向的空间可变。（注：不能有引用的值不能为NULL）
3. 有多级指针，但是没有多级引用，只能有一级引用。
4. 指针和引用的自增运算结果不一样。（指针是指向下一个空间，引用时引用的变量值加1）
5. sizeof 引用得到的是所指向的变量（对象）的大小，而sizeof 指针得到的是指针本身的大小。
6. 引用访问一个变量是直接访问，而指针访问一个变量是间接访问。
7. 使用指针前最好做类型检查，防止野指针的出现；
8. 引用底层是通过指针实现的；
9. 作为参数时也不同，传指针的实质是传值，传递的值是指针的地址；传引用的实质是传地址，传递的是变量的地址。

2. 从汇编层去解释一下引用

1. 9: int x = 1;
2. 00401048 mov dword ptr [ebp-4],1
3. 10: int &b = x;
4. 0040104F lea eax,[ebp-4]
5. 00401052 mov dword ptr [ebp-8],eax

x的地址为ebp-4，b的地址为ebp-8，因为栈内的变量内存是从高往低进行分配的。所以b的地址比x的低。
lea eax,[ebp-4] 这条语句将x的地址ebp-4放入eax寄存器
mov dword ptr [ebp-8],eax 这条语句将eax的值放入b的地址（看下面的图的话，应该不是把eax的地址放到b中吗？）
上面两条汇编的作用即：将x的地址存入变量b中，这不和将某个变量的地址存入指针变量是一样的吗？所以从汇编层次来看，的确引用是通过指针来实现的。

3. C++中的指针参数传递和引用参数传递

1. 指针参数传递本质上是值传递，它所传递的是一个地址值。值传递过程中，被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理，会在栈中开辟内存空间以存放由主调函数传递进来的实参值，从而形成了实参的一个副本（替身）。值传递的特点是，被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行的，不会影响主调函数的实参变量的值（形参指针变了，实参指针不会变）。

2. 引用参数传递过程中，被调函数的形式参数也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参（本体）的任何操作都被处理成间接寻址，即**通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量（**根据别名找到主调函数中的本体）。因此，被调函数对形参的任何操作都会影响主调函数中的实参变量。

3. 引用传递和指针传递是不同的，虽然他们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量，但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数，如果改变被调函数中的指针地址，它将应用不到主调函数的相关变量。如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量（地址），那就得使用指向指针的指针或者指针引用。

4. 形参与实参的区别？

1. 形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时， 即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只有在函数内部有效。 函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。

2. 实参可以是常量、变量、表达式、函数等， 无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值， 以便把这些值传送给形参。 因此应预先用赋值，输入等办法使实参获得确定值，会产生一个临时变量。

3. 实参和形参在数量上，类型上，顺序上应严格一致， 否则会发生“类型不匹配”的错误。

4. 函数调用中发生的数据传送是单向的。 即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。 因此在函数调用过程中，形参的值发生改变，而实参中的值不会变化。

5. 当形参和实参不是指针类型时，在该函数运行时，形参和实参是不同的变量，他们在内存中位于不同的位置，形参将实参的内容复制一份，在该函数运行结束的时候形参被释放，而实参内容不会改变。

6. 值传递：有一个形参向函数所属的栈拷贝数据的过程，如果值传递的对象是类对象 或是大的结构体对象，将耗费一定的时间和空间。（传值）

7. 指针传递：同样有一个形参向函数所属的栈拷贝数据的过程，但拷贝的数据是一个固定为4字节的地址。（传值，传递的是地址值）

8. 引用传递：同样有上述的数据拷贝过程，但其是针对地址的，相当于为该数据所在的地址起了一个别名。（传地址）

9. 效率上讲，指针传递和引用传递比值传递效率高。一般主张使用引用传递，代码逻辑上更加紧凑、清晰。

5. static的用法和作用？
   1.先来介绍它的第一条也是最重要的一条：隐藏。（static函数，static变量均可）
   当同时编译多个文件时，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。

2.static的第二个作用是保持变量内容的持久。（static变量中的记忆功能和全局生存期）存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区：全局变量和static变量，只不过和全局变量比起来，static可以控制变量的可见范围，说到底static还是用来隐藏的。

3.static的第三个作用是默认初始化为0（static变量）
其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00，某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。

4.static的第四个作用：C++中的类成员声明static

1. 函数体内static变量的作用范围为该函数体，不同于auto变量，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用时仍维持上次的值；

2. 在模块内的static全局变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问；

3. 在模块内的static函数只可被这一模块内的其它函数调用，这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内；

4. 在类中的static成员变量属于整个类所拥有，对类的所有对象只有一份拷贝；

5. 在类中的static成员函数属于整个类所拥有，这个函数不接收this指针，因而只能访问类的static成员变量。

类内：
6) static类对象必须要在类外进行初始化，static修饰的变量先于对象存在，所以static修饰的变量要在类外初始化

7. 由于static修饰的类成员属于类，不属于对象，因此static类成员函数是没有this指针的，this指针是指向本对象的指针。正因为没有this指针，所以static类成员函数不能访问非static的类成员，只能访问 static修饰的类成员；

8. static成员函数不能被virtual修饰，static成员不属于任何对象或实例，所以加上virtual没有任何实际意义；静态成员函数没有this指针，虚函数的实现是为每一个对象分配一个vptr指针，而vptr是通过this指针调用的，所以不能为virtual；虚函数的调用关系，this->vptr->ctable->virtual function

6. 静态变量什么时候初始化

1. 初始化只有一次，但是可以多次赋值，在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存。

2. 静态局部变量和全局变量一样，数据都存放在全局区域，所以在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存。

3）C和C++中静态局部变量的初始化节点又有点不太一样。
在C中，初始化发生在代码执行之前，编译阶段分配好内存之后，就会进行初始化，所以我们看到在C语言中无法使用变量对静态局部变量进行初始化，在程序运行结束，变量所处的全局内存会被全部回收。

而在C++中，初始化时在执行相关代码时才会进行初始化，主要是由于C++引入对象后，要进行初始化必须执行相应构造函数和析构函数，在构造函数或析构函数中经常会需要进行某些程序中需要进行的特定操作，并非简单地分配内存。所以C++标准定为全局或静态对象是有首次用到时才会进行构造，并通过atexit()来管理。在程序结束，按照构造顺序反方向进行逐个析构。所以在C++中是可以使用变量对静态局部变量进行初始化的。

7. const

1. 阻止一个变量被改变，可以使用const关键字。在定义该const变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没有机会再去改变它了；

2. 对指针来说，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指的数据为const，或二者同时指定为const；

3. 在一个函数声明中，const可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值；

4. 对于类的成员函数，若指定其为const类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量，类的常对象只能访问类的常成员函数；

5. 对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。

6. const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员，也可以访问const对象内的所有数据成员；

7. 非const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员，但不可以访问const对象的任意数据成员；

8. 一个没有明确声明为const的成员函数被看作是将要修改对象中数据成员的函数，而且编译器不允许它为一个const对象所调用。因此const对象只能调用const成员函数。

9. const类型变量可以通过类型转换符const_cast将const类型转换为非const类型；

10. const类型变量必须定义的时候进行初始化，因此也导致如果类的成员变量有const类型的变量，那么该变量必须在类的初始化列表中进行初始化；

11. 对于函数值传递的情况，因为参数传递是通过复制实参创建一个临时变量传递进函数的，函数内只能改变临时变量，但无法改变实参。则这个时候无论加不加const对实参不会产生任何影响。但是在引用或指针传递函数调用中，因为传进去的是一个引用或指针，这样函数内部可以改变引用或指针所指向的变量，这时const 才是实实在在地保护了实参所指向的变量。因为在编译阶段编译器对调用函数的选择是根据实参进行的，所以，只有引用传递和指针传递可以用是否加const来重载。一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来。

8. const成员函数的理解和应用

① const Stock & Stock::topval (②const Stock & s) ③const
①处const：确保返回的Stock对象在以后的使用中不能被修改
②处const：确保此方法不修改传递的参数 S
③处const：保证此方法不修改调用它的对象，const对象只能调用const成员函数,不能调用非const函数

9. 指针和const的用法

1. 当const修饰指针时，由于const的位置不同，它的修饰对象会有所不同。

2. int *const p2中const修饰p2的值,所以理解为p2的值不可以改变，即p2只能指向固定的一个变量地址，但可以通过*p2读写这个变量的值。顶层指针表示指针本身是一个常量

3. int const *p1或者const int p1两种情况中const修饰p1，所以理解为*p1的值不可以改变，即不可以给*p1赋值改变p1指向变量的值，但可以通过给p赋值不同的地址改变这个指针指向。底层指针表示指针所指向的变量是一个常量。

4. int const *const p;

10. mutable

1. 如果需要在const成员方法中修改一个成员变量的值，那么需要将这个成员变量修饰为mutable。即用mutable修饰的成员变量不受const成员方法的限制;

2. 可以认为mutable的变量是类的辅助状态，但是只是起到类的一些方面表述的功能，修改他的内容我们可以认为对象的状态本身并没有改变的。实际上由于const_cast的存在，这个概念很多时候用处不是很到了。

11. extern用法？

1. extern修饰变量的声明
   如果文件a.c需要引用b.c中变量int v，就可以在a.c中声明extern int v，然后就可以引用变量v。

2. extern修饰函数的声明
   如果文件a.c需要引用b.c中的函数，比如在b.c中原型是int fun(int mu)，那么就可以在a.c中声明extern int fun（int mu），然后就能使用fun来做任何事情。就像变量的声明一样，extern int fun（int mu）可以放在a.c中任何地方，而不一定非要放在a.c的文件作用域的范围中。

3. extern修饰符可用于指示C或者C＋＋函数的调用规范。
   比如在C＋＋中调用C库函数，就需要在C＋＋程序中用extern “C”声明要引用的函数。这是给链接器用的，告诉链接器在链接的时候用C函数规范来链接。主要原因是C＋＋和C程序编译完成后在目标代码中命名规则不同。

13. 深拷贝与浅拷贝？

1. 浅复制 —-只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“（浅复制）浅拷贝”，换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。
   深复制 —-在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。
   具体的话，看下面的eg：
   
   

2. 在某些状况下，类内成员变量需要动态开辟堆内存，如果实行位拷贝（浅拷贝），也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，如果B中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A中的那个成员变量也指向同一块内存。这就出现了问题：当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，出现运行错误。（这个更能说明上面图中浅拷贝的例子）

14. C++模板是什么，底层怎么实现的？

1. 编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类的函数；编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数；
   编译器会对函数模板进行两次编译：在声明的地方对模板代码本身进行编译；
   在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。

2）这是因为函数模板要被实例化后才能成为真正的函数，在使用函数模板的源文件中包含函数模板的头文件，如果该头文件中只有声明，没有定义，那编译器无法实例化该模板，最终导致链接错误。

15. C语言struct和C++struct区别

1. C语言中：struct是用户自定义数据类型（UDT）；
   C++中struct是抽象数据类型（ADT），支持成员函数的定义，（C++中的struct能继承，能实现多态）。

2. C中struct是没有权限的设置的，且struct中只能是一些变量的集合体，可以封装数据却不可以隐藏数据，而且成员不可以是函数。

3. C++中，struct的成员默认访问说明符为public（为了与C兼容），class中的默认访问限定符为private，struct增加了访问权限，且可以和类一样有成员函数。

4. struct作为类的一种特例是用来自定义数据结构的。一个结构标记声明后，在C中必须在结构标记前加上struct，才能做结构类型名

16. 虚函数可以声明为inline吗

1. 虚函数用于实现运行时的多态，或者称为晚绑定或动态绑定。而内联函数用于提高效率。内联函数的原理是，在编译期间，对调用内联函数的地方的代码替换成函数代码。内联函数对于程序中需要频繁使用和调用的小函数非常有用。

2. 虚函数要求在运行时进行类型确定，而内敛函数要求在编译期完成相关的函数替换

17. 类成员初始化方式？构造函数的执行顺序 ？为什么用成员初始化列表会快一些？

1. 赋值初始化，通过在函数体内进行赋值初始化；
   列表初始化，在冒号后使用初始化列表进行初始化。
   这两种方式的主要区别在于：
   对于在函数体中初始化（赋值初始化）,是在所有的数据成员被分配内存空间后才进行的。
   列表初始化是给数据成员分配内存空间时就进行初始化。就是说分配一个数据成员只要冒号后有此数据成员的赋值表达式(此表达式必须是括号赋值表达式),那么分配了内存空间后在进入函数体之前给数据成员赋值，就是说初始化这个数据成员此时函数体还未执行。

18. 成员列表初始化？

1. 必须使用成员初始化的四种情况
   ① 当初始化一个引用成员时；
   ② 当初始化一个常量成员时；
   ③ 当调用一个基类的构造函数，而它拥有一组参数时；
   ④ 当调用一个成员类的构造函数，而它拥有一组参数时；
2. 成员初始化列表做了什么
   ① 编译器会一一操作初始化列表，以适当的顺序在构造函数之内安插初始化操作，并且在任何显示用户代码之前；
   ② list中的项目顺序是由类中的成员声明顺序决定的，不是由初始化列表的顺序决定的；

19. 构造函数为什么不能为虚函数？析构函数为什么要虚函数？