2018秋招面试问题（七、C++基础问题）

注：面试过程中整理的学习资料，如有侵权联系我即刻删除。

目录

上亿万数量级的海量查询，比如十亿订单中，找出前一百个销量最好的产品

对于一个海量的文件中存储着不同的URL，用最小的时间复杂度去除重复的URL

给定a、b两个文件，各存放50亿个ur，每个url各占64字节，内存限制是4G，让你找出a、b文件共同的url？

有10个文件，每个文件1G，每个文件的每一行存放的都是用户的query，每个文件的query都可能重复。要求你按照query的频度排序。

对于海量数据，用什么数据结构存储用户搜索的高频关键词比较合适？比如，当用户输入“黄”字，输入框要自动显 示“黄晓明”，“黄蓉”，“黄山”，“黄鹤楼”等提示，但是能存储的量很有限，所以需要选择恰当的数据结构。

哈夫曼树

用#define声明一个常数，表明1年中有多少秒（忽略闰年问题）？

c++关键字voatile

C++中下列数据类型所占的字节数以及数值表示范围

编译语言和解释语言

系统函数和库函数的比较

如何判断一个整数是否是某个数的平方

C++异常处理机制

析构函数能不能抛出异常？为什么

C++中对象的生命周期

函数指针、指针函数分别是什么？

x&(-x)返回是是什么？比如若x = 2^31-4

二叉排序树查找一个数的时间复杂度

不用if,switch,三目运算符来输出较大的数或者较小的数？

用C++程序写代码来判断一个操作系统是16位还是32位的？

如何判断一段程序是C编译的还是C++编译的？

char a[]和char *a的区别

结构体中末尾定义一个char data[0];或者int data[0]

如何用O(1)的时间复杂度来删除一个单链表结点

不申请新的内存空间来交换两个变量的值

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上亿万数量级的海量查询，比如十亿订单中，找出前一百个销量最好的产品

首先，利用哈希算法，将订单分为1000组（相同产品的订单要分入一个组）。

其次，用哈希map统计每个组里产品出现的频率（也就是销量），

堆排序构造出一个100个元素的小顶堆，存入文件，这样就有1000个文件存放小顶堆。

最后再将这1000个文件归并排序，找出频率最高的前一百个。

对于一个海量的文件中存储着不同的URL，用最小的时间复杂度去除重复的URL

将海量数据分组，比如分为1000个组，那就是hash(url)%1000,来分组，相同的url一定进了相同的组，然后用hash_map来统计频度，重复出现的就删除掉。

给定a、b两个文件，各存放50亿个ur，每个url各占64字节，内存限制是4G，让你找出a、b文件共同的url？

可以估计每个文件的大小为50G×64=320G，远远大于内存限制的4G。所以不可能将其完全加载到内存中处理。考虑采取分而治之的方法。

1. 遍历文件a，对每个url算出对应的哈希值，再求取，然后根据所取得的值将url分别存储到1000个小文件中。这样每个小文件的大约为300M。
2. 遍历文件b，采取和a相同的方式将url分别存储到1000小文件中（记为）。这样处理后，所有可能相同的url都在对应的小文件（）中，不对应的小文件不可能有相同的url。然后我们只要求出1000对小文件中相同的url即可。

求每对小文件中相同的url时，可以把其中一个小文件的url存储到hash_set中。然后遍历另一个小文件的每个url，看其是否在刚才构建的hash_set中，如果是，那么就是共同的url，存到文件里面就可以了。

有10个文件，每个文件1G，每个文件的每一行存放的都是用户的query，每个文件的query都可能重复。要求你按照query的频度排序。

1. 顺序读取10个文件，按照hash(query)%10的结果将query写入到另外10个文件（记为）中。这样新生成的文件每个的大小大约也1G（假设hash函数是随机的）。
2. 找一台内存在2G左右的机器，依次对用hash_map(query, query_count)来统计每个query出现的次数。利用快速/堆/归并排序按照出现次数进行排序。将排序好的query和对应的query_cout输出到文件中。这样得到了10个排好序的文件（,此处有误，更正为b0,b1,b2,b9）。

对这10个文件进行归并排序（内排序与外排序相结合）。

对于海量数据，用什么数据结构存储用户搜索的高频关键词比较合适？比如，当用户输入“黄”字，输入框要自动显 示“黄晓明”，“黄蓉”，“黄山”，“黄鹤楼”等提示，但是能存储的量很有限，所以需要选择恰当的数据结构。

这个需要进行存储，应该用字典树或者是状态机。

哈夫曼树

给定n个权值作为n个叶子结点，构造一棵二叉树，若该树的带权路径长度达到最小，称这样的二叉树为最优二叉树，也称为哈夫曼树。哈夫曼树是带权路径长度最短的树，权值较大的结点离根较近。

树的带权路径长度，就是树中所有的叶结点的权值乘上其到根结点的 路径长度（若根结点为0层，叶结点到根结点的路径长度为叶结点的层数。< 如果两个数的和比接下来两个数都大，那就要并列生长 >

用#define声明一个常数，表明1年中有多少秒（忽略闰年问题）？

#define SECONDS (365*24*60*60)UL

考虑16位机将会溢出，所以要加UL。

c++关键字voatile

volatile int i=10;

volatile 指出 i 是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从 i的地址中读取。

1. 多线程下的volatile

当多个线程都要用到某一个变量且该变量的值会被改变时，可以用volatile声明，该关键字的作用是防止优化编译器把变量从内存装入CPU寄存器中，如果变量被装入寄存器，那么两个线程有可能一个使用内存中的变量，一个使用寄存器中的变量，这会造成程序的错误执行。volatile的意思是让编译器每次操作该变量时一定要从内存中真正取出，而不是使用已经存在寄存器中的值。这样有利于多线程安全。

C++中下列数据类型所占的字节数以及数值表示范围

char: 1个字节，范围是-128~127（-128代表的是-0）

0~127的补码是：00000000~01111111

-128~-1的补码是：10000000~11111111

BYTE是无符号的char型（1个字节），WORD是无符号short型（2个字节），DWORD是无符号long型（4个字节）。

WORD：0~65535

编译语言和解释语言

解释型语言：不需要编译，而是程序在运行时先翻译成中间代码，再由解释器对中间代码进行解释运行。

翻译成机器语言，每执行一次都要翻译一次。因此效率比较低，应用于一些网页脚本、服务器脚本及辅助开发接口这样的对速度要求不高、对不同系统平台间的兼容性有一定要求的程序。

如Python/JavaScript / Perl /Shell等都是解释型语言。

编译型语言：程序在执行之前需要一个专门的编译过程，由编译器把程序编译成为机器语言的文件，运行时不需要重新翻译，直接使用编译的结果就行了。

程序执行效率高，依赖编译器，跨平台性差些，如c/c++，由于程序执行速度快，因此像开发操作系统、大型应用程序、数据库系统等时都采用它。

对于java语言，就比较特殊，因为它既需要编译，又需要JVM(java虚拟机)来解释运行，跨平台性很好。

总结：

编译型语言，执行速度快、效率高；依靠编译器、跨平台性差些。 
解释型语言，执行速度慢、效率低；依靠解释器、跨平台性好。

系统函数和库函数的比较

库函数很多时候就通过系统调用来实现的，比如fwrite库函数，就是通过write系统调用来实现的。

系统调用：

实际上是指底层的一个调用，就是内核提供的、功能十分强大的一系列的函数。这些系统调用是在内核空间中实现的。是操作系统为用户态运行的进程和硬件设备（如CPU、磁盘、打印机等）进行交互提供的一组接口，即就是设置在应用程序和硬件设备之间的一个接口层。可以说是操作系统留给用户程序的一个接口。

库函数：

顾名思义是把函数放到库里，是把一些常用到的函数编完放到一个文件里，供别人用。别人用的时候把所在的文件名用#include<>加到里面就可以了，一般放到lib文件里。库函数一般分为两类：一种是C语言标准规定的库函数，一类是编译器特定的库函数。libc就是一个C标准库，里面放着一些基本的函数，这些函数都被标准化了。

联系与区别：

1、库函数，把部分系统调用包装起来。比如库函数printf，就调用了putc()和write()等这样一些系统函数。系统调用是为了方便使用操作系统的接口，而库函数则是为了使编程方便。

 2、库函数的调用是应用程序的一部分，而系统调用则是操作系统的一部分。

 3、系统调用依赖于内核，不保证移植性；库函数调用平台移植性好。

4、系统调用在用户空间和内核上下文环境之间切换，开销大，库函数属于过程调用，开销较小。

如何判断一个整数是否是某个数的平方

1. 暴力遍历法（从0~n/2遍历）
2. 用二分法查找，数组相当于为0~n之间的数。
3. 将一个数连续减去，1，3，5，7，9，11，13,...这是为差2的等差数列，因为这串数列的Sn和就刚好为n^2。只要数不为0就一直减，要是最后值为0，那就说明是平方，如果不为0，那就不是平方。
4. 数的平方根取整再平方等不等于该数，

if(n == (int)sqrt(n)*(int)sqrt(n))或者

result = sqrt(a);
if(floor(result)==result);

C++异常处理机制

C++的异常处理机制有3部分组成：try(检查)，throw(抛出)，catch(捕获)。

throw要在try当中，基本格式如下。

如果throw了一个无法被捕获的异常，也就是catch无法捕获，这时候会调用默认的终止函数。catch是根据异常类型的不同来执行不同的catch分支。如果catch里面是...表示捕获所有类型的异常。

析构函数能不能抛出异常？为什么

不能。

1. 从异常机制来看，抛出异常时，将暂停当前函数的执行，开始查找匹配的catch子句。一直查找，直到找到一个可以处理该异常的catch。这个过程称为栈展开。所以如果析构函数抛出异常，那么异常点之后的程序不会执行，如果释放资源的操作在抛出异常之后，那么这些资源不能及时释放就会导致内存泄露。

再有就是，异常发生时，本身就会调用析构函数来释放资源，此时若析构函数自身也抛出异常，前一个异常尚未处理，又有新的异常，就会造成程序崩溃。

C++中对象的生命周期

全局对象在main开始前被创建，main退出后被销毁。

静态对象在第一次进入作用域时被创建，在main退出后被销毁（若程序不进入其作用域，则不会被创建）。

局部对象在进入作用域时被创建，在退出作用域时被销毁。

函数指针、指针函数分别是什么？

函数指针就是指向函数的指针，与普通指针没什么区别，c在编译的时候，每个函数都有一个入口地址，函数指针就指向这个入口地址。有了函数指针之后，就可用这个指针调用函数，也可以作为函数的参数来使用。函数指针是如下调用函数的：

指针函数就是返回值是指针的函数。int *fun(int x,int y);

x&(-x)返回是是什么？比如若x = 2^31-4

把x化为二进制，从右到左第一个1所在的位置记为p，返回值就是2^p方。2^n-1二进制就是n个1。

所以若是x = 2^31-4，那么返回值该是4。2^31-1表示有31个1，-3，末尾便是100，p=2，所以返回值是4。

c++中的左值和右值

左值就是既能出现在等号左边也能出现在等号右边的变量，叫做左值。只能出现在等号右边的变量，叫做右值。像3 + 4， a + b就是右值表达式，左值才能进行赋值，右值不行。

左值引用不能绑定到右值，但是常量左值引用可以接收右值对它的初始化。

如：int &a = 2;       # 左值引用绑定到右值，编译失败

const int &b =2;      # 常量左值引用绑定到右值，编程通过

++i可以作为左值，i++不能作为左值，因为i++返回的是一个临时变量temp。

函数如果返回全局引用就可以作为左值。

二叉排序树查找一个数的时间复杂度

二叉排序树的查找次数取决于树的高度。

如果这个树比较平衡，那么查找的复杂度就是O(log2n)，如果这个树很不平衡的话，那就接近于O(N)。

不用if,switch,三目运算符来输出较大的数或者较小的数？

1. a+b+abs(b-a)/2就是较大数，a+b-abs(b-a)/2就是较小数。
2. int pair[2] = {a,b};

return pair[a

用C++程序写代码来判断一个操作系统是16位还是32位的？

使用sizeof，定义一个指针p，如果打印sizeof出来是2，说明是16位的，如果打印出来是4，说明是32位的。

如何判断一段程序是C编译的还是C++编译的？

char a[]和char *a的区别

char a[]定义了一个字符串数组，a不可改变，但是a指向的内容可以改变。

1. char *a定义了一个字符串指针，它可以指向其他对象，但是如果指向了字符串常量，比如“abcd”，那么指向了常量区，内容不可以改变。
2. 对两个取sizeof，一个是数组长度加结束符，一个就是指针的大小。
3. char* a = “abcd”在编译的时候就确定了，因为是常量，char a[]在运行时才确定。

存取效率来说，char* a = “abcd”存在常量存储区，存取速度慢，char a[]在栈区，存取速度快。

结构体中末尾定义一个char data[0];或者int data[0]

柔性数组，主要用于使结构体包含可变长字段，它不占结构体中的大小，这样这个结构体就实现了可变长度。这样分配了比结构体多的内存大小之后，这个柔性数组就有了意义，多分配的内存就可以由柔性数组来操控。

如何用O(1)的时间复杂度来删除一个单链表结点

将待删除结点的下一个结点的val值赋给这个待删结点，然后把->next->next赋给->next，这样就是O(1)的时间复杂度。

不申请新的内存空间来交换两个变量的值

比如：a = 1,b = 2.

1. a = a+b;

   b = a-b;

   a = a-b;

异或，a = a^b^b,b = a^b^a;