地平线面试知识点补充

1.vector.resize()和vector.reserve()区别

先明确vector中的两个属性：

size: 表示实际容器中保存元素的个数

capacity: 表示在发生重新分配之前允许存放多少元素

vector<int>vc(5);
	cout << "初始化分配5个元素----------" << endl;
	cout << &vc[0] << endl;
	cout << vc.size() << endl;
	cout << vc.capacity() << endl;
	cout << "reserve(6)----------" << endl;
	vc.reserve(6);
	cout << &vc[0]<<endl;
	cout << vc.size()<<endl;
	cout << vc.capacity() << endl;
	cout << "resize(6)----------" << endl;
	vc.resize(6);
	cout << &vc[0] << endl;
	cout << vc.size() << endl;
	cout << vc.capacity() << endl;
	cout << "reserve(4)----------" << endl;
	vc.reserve(4);
	cout << &vc[0] << endl;
	cout << vc.size() << endl;
	cout << vc.capacity() << endl;
	cout << "resize(4)----------" << endl;
	vc.resize(4);
	cout << &vc[0] << endl;
	cout << vc.size() << endl;
	cout << vc.capacity() << endl;

当reverse的大小大于当前容量时，对size不改变，改变capacity
当reverse的大小小于当前容量时，对size不改变，对capacity不改变
由于vector的插入效率低下，reverse主要用于预先分配空间
当resize的大小大于当前容量时，将size与capacity都改为resize的大小
当resize的大小小于当前容量时，只将size改变，而对capacity不改变

reserve(size_type)只是改变了capaciy的值，此时这些内存空间可能还是“野”的。如果使用[]操作符进行访问，可能出现数组越界问题，如果使用[]操作符进行访问，可能出现数组越界问题。

2.虚函数原理与实现

虚函数原理与实现

3.四种类型转换

四种类型转换

4.四种智能指针

四种智能指针

5.进程与线程的切换，上下文切换原理，保存在什么地方

简要概述：
进程的上下文即CPU的寄存器，他们在内存中保存在PCB中

CPU的寄存器：
在CPU中至少要有六类寄存器：
数据寄存器（DR）：主要功能是作为CPU和主存、外设之间信息传输的中转站，用以弥补CPU和主存、外设之间操作速度上的差异
指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令
程序计数器（PC）：用来指出下一条指令在主存储器中的地址。
地址寄存器（AR）：用来保存CPU当前所访问的主存单元的地址
累加寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元ALU执行算术或逻辑运算时，为ALU提供一个工作区，可以为ALU暂时保存一个操作数或运算结果。
程序状态字寄存器（PSW）：用来表征当前运算的状态及程序的工作方式
页表寄存器：里面存放着当前进程页表的起始地址和页表长度。将上述计算的页表号和页表长度进行对比，确认在页表范围内，然后将页表号和页表项长度相乘，得到目标页相对于页表基地址的偏移量，最后加上页表基地址偏移量就可以访问到相对应的框了，CPU拿到框的起始地址之后，再把页内偏移地址加上，访问到最终的目标地址。

通过保存这些信息，可以满足线程或者进程切换时的一切需求，根据切换的模式不同，保存的寄存器中的类型也不同。如系统调用不用保存存放用户态数据的寄存器；同一个进程中的线程切换时不用保存页表寄存器等

此外用户进程既有用户空间信息也有内核空间信息，在进程切换过程中，进程的所有信息都要保存，但用户空间的信息（用户堆栈、用户数据等）是保存存在用户空间，传递地址（用户栈指针）给内核，只有内核空间的信息保存在内核态。

如图所示的是个上下文切换的过程，上面的内存颗粒存放的是线程1的上下文，下面的内存颗粒存放的是线程2的上下文，中间的颗粒存放的是内核态。
当从线程1切换到线程2时，
01CPU先切换到内核态
02先将此时CPU寄存器中的值保存到上面的内存颗粒(pcb）中
03在02中使用的PCB中检索下一个进程的上下文，并将其在CPU的寄存器中恢复。

进程在创建时会创建一个PCB，其存放在内存中的内核空间，其中有以下数据：
01进程描述信息：PID号，用户标识符
02进程控制和管理信息：当前进程的状态，优先级，阻塞原因，下一个PCB地址
03资源分配清单：当前进程拥有的文件，内存，IO设备
04CPU寄存器的值，上下文切换之后的数据保存在这个地方

进程切换与系统调用的区别：
首先每个进程都拥有两个堆栈 用户态栈和内核态栈
进程的上下文切换就比系统调用时多了一步：在保存内核态资源（当前进程的内核状态和 CPU 寄存器）之前，需要先把该进程的用户态资源（虚拟内存、栈等）保存下来；而加载了下一进程的内核态后，还需要刷新进程的虚拟内存和用户栈。

进程切换与线程切换的区别：
前后两个线程属于不同进程：此时，因为资源不共享，所以切换过程就跟进程上下文切换是一样的。
前后两个线程属于同一个进程：

当进程拥有多个线程时，这些线程会共享相同的虚拟内存和全局变量等资源。这些资源在上下文切换时是不需要修改的。
线程也有自己的私有数据，比如栈和寄存器等，这些在上下文切换时也是需要保存的。

linux性能优化实战
进程线程的上下文切换

6.GDB用法

GDB 全称“GNU symbolic debugger”，从名称上不难看出，它诞生于 GNU 计划（同时诞生的还有 GCC、Emacs 等），是 Linux 下常用的程序调试器。发展至今，GDB 已经迭代了诸多个版本，当下的 GDB 支持调试多种编程语言编写的程序，包括 C、C++、Go、Objective-C、OpenCL、Ada 等。实际场景中，GDB 更常用来调试 C 和 C++ 程序。
gdb命令
视频教学
先在linux中写一段简单的代码：

使用gcc -g加入gdb编译，再用gdb打开编译好的a.out：

用list命令可以展示出代码并标识出行号，先用b 4在第四行打上断点，再用r发出运行指令，发现停在了第四行，然后不停输入n可以运行到下一行：

输入c表示continue，一直运行到程序结束

第一个print i结果为21845是因为此时int i=0还未执行，这块内存还没有被初始化
后面可以看到每经过一次for(int i=0;i<10;i++)i的值就会自加1

先在第六行第七行打上断点，再info b展示当前的断点信息，再r开启，然后用s(step)进入最近的函数fun（）：

用watch观察变量是否变化：先打断点到第8行，再n让i初始化，此时watch i的值，再c，i的值发生变化，用old value与new value展示变化，用info watch可展示观察点，图中放不下

7.CPU的三级缓存，作用，谁来管理，怎么管理

为什么cpu需要用到缓存 简单的说，因为CPU太快，内存太慢，需要有缓存来减少CPU的等待时间，变相地提高CPU性能。

先看CPU执行程序的过程：

那 CPU 执行程序的过程如下：

第一步，CPU 读取「程序计数器」的值，这个值是指令的内存地址，然后 CPU 的「控制单元」操作「地址总线」指定需要访问的内存地址，接着通知内存设备准备数据，数据准备好后通过「数据总线」将指令数据传给 CPU，CPU 收到内存传来的数据后，将这个指令数据存入到「指令寄存器」。
第二步，CPU 分析「指令寄存器」中的指令，确定指令的类型和参数，如果是计算类型的指令，就把指令交给「逻辑运算单元」运算；如果是存储类型的指令，则交由「控制单元」执行；
第三步，CPU 执行完指令后，「程序计数器」的值自增，表示指向下一条指令。这个自增的大小，由 CPU 的位宽决定，比如 32 位的 CPU，指令是 4 个字节，需要 4 个内存地址存放，因此「程序计数器」的值会自增 4；
简单总结一下就是，一个程序执行的时候，CPU 会根据程序计数器里的内存地址，从内存里面把需要执行的指令读取到指令寄存器里面执行，然后根据指令长度自增，开始顺序读取下一条指令。

CPU 从程序计数器读取指令、到执行、再到下一条指令，这个过程会不断循环，直到程序执行结束，这个不断循环的过程被称为 CPU 的指令周期。

来源：https://blog.csdn.net/qq_34827674/article/details/109006026

再来看CPU缓存，我们先来举个例子，比如CPU做一个加法运算，需要1-2个时钟周期，那从内存中读取数据需要100-300个周期，这中间差距太大了，CPU不可能等待那么长时间，不然高速的CPU也变成了龟速，于是就想出了缓存Cache这个东西。

现在主流的CPU中，通常有三级缓存，分为L1、L2和L3，它们间的速度呈递减，容量呈递增，读取L1中的信息大概就3个周期，和CPU处理运算的速度无限接近了，读L2的周期大概10-15个周期，读L3的就更慢了，大概40-60个周期左右。

如图所示，L1与L2缓存在CPU核中，多个核共用一个L3缓存
L1L2L3的速度越来越慢，价格越来越低(这里的速度是指CPU从中读写数据或指令的速度)

cpu缓存的作用：
CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。CPU高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。
当CPU需要读取数据并进行计算时，首先需要将CPU缓存中查到所需的数据，并在最短的时间下交付给CPU。如果没有查到所需的数据，CPU就会提出“要求”经过缓存从内存中读取，再原路返回至CPU进行计算。而同时，把这个数据所在的数据也调入缓存，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存，加快访问速度，这是基于时间局部性原理（如果某个数据被访问，那么在不久的将来它很可能再次被访问）和空间局部性原理（如果某个数据被访问，那么与它相邻的数据很快也可能被访问）因此，如果我们查看内存中的某个字节，我们可能很快就会访问其邻居。一旦高速缓存行出现在L1D中，装入指令就可以继续执行并执行其内存读取。

（2）

缓存一致性：
有个程序举例子，有一个数据结构其中有个long型数据，假设缓存行为64B，有两个线程都会对这个数据结构中的int型数据进行修改，循环100次，耗时100秒。
改进：将这个数据结构的int型数据前后都加上64B的数据，此时耗时将远小于100秒，这是因为在修改之前一个缓存行中有8个修改的数据，一个线程对缓存行修改时要通知其他线程对缓存行修改。

现在的计算机几乎都是多个核心的，多个线程运行在不同的核心中，每个核心都有自己的缓存。这时就会出现多个cpu同时修改了同一个数据的问题，这就是著名的缓存一致性问题。

8.判断链表有环
哈希表，快慢指针，略
9.Map和unorderedmap区别
实现一个数据结构，可以用O（1）的时间复杂度来随机访问map中的元素，获取其迭代器