C/C++基础题

1、＃include< file.h> 与 ＃include “file.h”的区别？
前者是直接从标准库路径中寻找，后者是优先从当前目录下寻找。
2、const 有什么用途
在C/C++中，（1）可以定义const常量，（2）修饰函数的返回值和形参；
在C++中，还可以修饰函数的定义体，定义类的const成员函数。被const修饰的东西受到强制保护，可以预防意外的变动，提高了程序的健壮性。 (此时，若成员声明为 mutable 可修改的，则可以修改成员变量的值。)
3、宏定义
#define命令是C语言中的一个宏定义命令，它用来将一个标识符定义为一个字符串，该标识符被称为宏名，被定义的字符串称为替换文本。
4、typedef的用法
typedef为C语言的关键字，作用是为一种数据类型定义一个新名字。这里的数据类型包括内部数据类型（int,char等）和自定义的数据类型（struct等）
5、内联函数
编译器将使用相应的函数代码替换函数调用。因此，内联函数的运行速度比常规函数稍快，但代价是需要占用更多内存。在定义和声明的地方加关键字inline。
6、const和#define区别
(1) 编译器处理方式不同
　　define宏是在预处理阶段展开。
　　const常量是编译运行阶段使用。
(2) 类型和安全检查不同
　　define宏没有类型，不做任何类型检查，仅仅是展开。
　　const常量有具体的类型，在编译阶段会执行类型检查。
(3) 存储方式不同
　　define宏仅仅是展开，有多少地方使用，就展开多少次，不会分配内存。
　　const常量会在内存中分配(可以是堆中也可以是栈中)
(4)const 可以节省空间，避免不必要的内存分配。 例如：
#define PI 3.14159 //常量宏
const doulbe Pi=3.14159; //此时并未将Pi放入ROM中 ……
double i=Pi; //此时为Pi分配内存，以后不再分配！
double I=PI; //编译期间进行宏替换，分配内存
double j=Pi; //没有内存分配
double J=PI; //再进行宏替换，又一次分配内存！
const定义常量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象#define一样给出的是立即数，所以，const定义的常量在程序运行过程 中只有一份拷贝，而 #define定义的常量在内存中有若干个拷贝。
(5) 提高了效率。 编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。
7、内联函数和宏的区别
1. 宏定义不是函数，但是使用起来像函数。预处理器用复制宏代码的方式代替函数的调用，省去了函数压栈退栈过程，提高了效率。内联函数本质上是一个函数，内联函数一般用于函数体的代码比较简单的函数，不能包含复杂的控制语句，while、switch，并且内联函数本身不能直接调用自身。如果内联函数的函数体过大，编译器会自动的把这个内联函数变成普通函数。
2. 宏定义是在预编译的时候把所有的宏名用宏体来替换，简单的说就是字符串替换。内联函数则是在编译的时候进行代码插入，编译器会在每处调用内联函数的地方直接把内联函数的内容展开，这样可以省去函数的调用的开销，提高效率
3. 宏定义是没有类型检查的，无论对还是错都是直接替换。内联函数在编译的时候会进行类型的检查，内联函数满足函数的性质，比如有返回值、参数列表等
4. 宏定义和内联函数使用的时候都是进行代码展开。不同的是宏定义是在预编译的时候把所有的宏名替换，内联函数则是在编译阶段把所有调用内联函数的地方把内联函数插入。这样可以省去函数压栈退栈，提高了效率
5.内联函数在运行时可以调试，宏定义不可以。
6.内联函数可以访问类的成员变量，宏定义不能。
7.在类中声明同时定义成员函数，自动转化为内联函数。
8、sizeof与strlen的区别？
（1）sizeof的返回值类型为size_t（unsigned int）；
（2）sizeof是运算符，而strlen是函数；
（3）sizeof可以用类型做参数，其参数可以是任意类型的或者是变量、函数，而strlen只能用char*做参数，且必须是以’\0’结尾；
（4）数组作sizeof的参数时不会退化为指针，而传递给strlen是就退化为指针；
（5）sizeof是编译时的常量(sizeof里面的表达式不会做计算，sizeof在编译器已经确定)，而strlen要到运行时才会计算出来，且是字符串中字符的个数而不是内存大小；
9、C++中指针和引用的区别
从概念上讲。指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量，在逻辑上是独立的，它可以被改变，包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的数据的改变。而引用是一个别名，它在逻辑上不是独立的，它的存在具有依附性，所以引用必须在一开始就被初始化，而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的（自始至终只能依附于同一个变量）。
在C++中，指针和引用经常用于函数的参数传递，然而，指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的：
指针传递参数本质上是值传递的方式，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，即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值，从而成为了实参的一个副本。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，不会影响主调函数的实参变量的值。
而在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然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。正因为如此，被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。
引用传递和指针传递是不同的，虽然它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，它将影响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，那就得使用指向指针的指针，或者指针引用。
为了进一步加深大家对指针和引用的区别，下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别：
程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上，符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值，而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改，因此指针可以改变其指向的对象（指针变量中的值可以改），而引用对象则不能修改。
最后，总结一下指针和引用的相同点和不同点：
★相同点：
●都是地址的概念；
指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；而引用则是某块内存的别名。
★不同点：
●指针是一个实体，而引用仅是个别名；
●引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；引用“从一而终”，指针可以“见异思迁”；
●引用没有const，指针有const，const的指针不可变；
●引用不能为空，指针可以为空；
●“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；
●指针和引用的自增(++)运算意义不一样；
●引用是类型安全的，而指针不是 (引用比指针多了类型检查）
10、C++中有malloc/free，为什么还有new/delete 。
1）malloc/free是C/C++标准库函数，new/delete是C++运算符 。
2）malloc申请内存的时候要制定分配内存的字节数，而且不会做初始化；new申请的时候有默认的初始化，同时可以指定初始化； 对于非内部数据类的对象而言，光用malloc/free 无法满足动态对象的要求。对象在创建的同时要自动执行构造函数， 对象消亡之前要自动执行析构函数。由于malloc/free 是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加malloc/free。
3）new/delete会自动调用对象的构造函数和析构函数。
联系
既然new/delete的功能完全覆盖了malloc/free，为什么C++还保留malloc/free呢？因为C++程序经常要调用C函数，而C程序只能用malloc/free管理动态内存。如果用free释放“new创建的动态对象”，那么该对象因无法执行析构函数而可能导致程序出错。如果用delete释放“malloc申请的动态内存”，理论上讲程序不会出错，但是该程序的可读性很差。所以new/delete、malloc/free必须配对使用。
11、C++空类默认的成员函数
. 缺省构造函数。
. 缺省拷贝构造函数。
. 缺省析构函数。
. 缺省赋值运算符。
. 缺省取址运算符。
. 缺省取址运算符 const。

12、继承层次中，为什么基类析构函数是虚函数
编译器总是根据类型来调用类成员函数。但是一个派生类的指针可以安全地转化为一个基类的指针。这样删除一个基类的指针的时候，C++不管这个指针指向一个基类对象还是一个派生类的对象，调用的都是基类的析构函数而不是派生类的。如果你依赖于派生类的析构函数的代码来释放资源，而没有重载析构函数，那么会有资源泄漏。
13、构造函数私有化的类的设计保证了其他类不能从这个类派生或者创建类的实例，还有这样的用途：例如，实现这样一个class：它在内存中至多存在一个，或者指定数量个
的对象（可以在class的私有域中添加一个static类型的计数器，它的初值置为0，然后在GetInstance()中作些限制：每次调用它时先检查计数器的值是否已经达到对象个数的
上限值，如果是则产生错误，否则才new出新的对象，同时将计数器的值增1.最后，为了避免值复制时产生新的对象副本，除了将构造函数置为私有外，复制构造函数也要特别
声明并置为私有。
如果将构造函数设计成Protected，也可以实现同样的目的，但是可以被继承。
另外如何保证只能在堆上new一个新的类对象呢？只需把析构函数定义为私有成员。
原因是C++是一个静态绑定的语言。在编译过程中，所有的非虚函数调用都必须分析完成。即使是虚函数，也需检查可访问性。因些，当在栈上生成对象时，对象会自动析构，也就说析构函数必须可以访问。而堆上生成对象，由于析构时机由程序员控制，所以不一定需要析构函数。保证了不能在栈上生成对象后，需要证明能在堆上生成它。这里OnlyHeapClass与一般对象唯一的区别在于它的析构函数为私有。delete操作会调用析构函数。所以不能编译。
那么如何释放它呢？答案也很简单，提供一个成员函数，完成delete操作。在成员函数中，析构函数是可以访问的。当然detele操作也是可以编译通过。
void OnlyHeapClass::Destroy() {
delete this;
}
构造函数私有化的类的设计可以保证只能用new命令在堆中来生成对象，只能动态的去创建对象，这样可以自由的控制对象的生命周期。但是，这样的类需要提供创建和撤销
的公共接口。
另外重载delete，new为私有可以达到要求对象创建于栈上的目的，用placement new也可以创建在栈上。
14、class和struct有什么区别？
C的struct与C++的class的区别：struct只是作为一种复杂数据类型定义，不能用于面向对象编程。C是一种过程化的语言，struct只是作为一种复杂数据类型定义，struct中只能定义成员变量，不能定义成员函数。
C++中的struct和class的区别：对于成员访问权限以及继承方式，class中默认的是private的，而struct中则是public的。class还可以用于表示模板类型，struct则不行。