C++面试

目录

1.如何理解链表

2.如何理解栈和队列，应用场景

3.如何理解二叉树和图

4.OSI七层协议，各自功能和常见协议

5.TCP和UDP区别

6.HTTPS如何实现加密

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1.如何理解链表

链表（Linked List）是一种线性表数据结构，它通过指针将一组零散的内存块（节点）串联起来，形成一条链子。

每个节点包含两个部分：数据域和指针域。数据域存放节点的信息，比如链表中存储的整数、字符串等，而指针域则会指向下一个节点的地址。

链表有两种常见的类型：单向链表和双向链表。单向链表中，每个节点只有一个指针域，指向下一个节点；而双向链表则每个节点包含两个指针域，一个指向前一个节点，一个指向后一个节点。

相对于数组，链表的优势在于可以动态地分配内存空间，而不需要预先知道数据的大小。此外，链表支持在 O(1) 的时间复杂度内进行插入和删除操作，而这在数组中会很困难。

不过链表的缺点也比较明显，它无法随机访问一个特定的元素，需要遍历整个链表才能找到。而且由于节点之间的关系是通过指针建立的，所以在插入、删除节点时需要特别小心，确保指针关系不出错。

2.如何理解栈和队列，应用场景

栈和队列是两种常见的数据结构，在计算机科学中被广泛应用。它们都是线性数据结构，对其中的数据进行顺序存储。栈和队列的主要区别在于数据存储和访问的方式：

• 栈是一种“后进先出”（LIFO）的数据结构，即最后压入栈中的元素最先弹出。栈中的数据只能在栈顶进行插入、删除等操作；
• 队列是一种“先进先出”（FIFO）的数据结构，即最早进入队列的元素最先弹出。队列中的数据只能在队尾进行插入，在队首进行删除操作。

例如，我们可以用栈来实现函数调用与返回的过程，在计算中也可以使用栈来进行括号匹配的检查。而队列可以用来构建缓冲和消息队列等应用场景，例如在多个服务之间传输数据时，使用队列可以保证数据的按序处理。

3.如何理解二叉树和图

二叉树和图都是计算机科学中常见的数据结构，它们具有不同的特点和应用场景。

二叉树是一种树形数据结构，它由一组节点和连接它们的边组成，每个节点最多有两个子节点。二叉树通常有两个特殊的子树，称为左子树和右子树，这些子树中的每个节点都比其父节点小或大。二叉树常被用于实现搜索和排序算法，例如二分查找算法。二叉树在操作和存储上的效率较高。

而图是一种更通用的数据结构，它可以包含任意数量的节点和边，每个节点可以与任意其他节点相连。与二叉树不同，图中的节点之间可以有多个连接。图常被用于模拟现实世界中的复杂关系，例如社交网络，交通路线和网络拓扑。图的特点是复杂性高，但是可以描述更广泛的现实世界模型。

总之，二叉树和图是计算机科学中最常见的数据结构之一，二叉树通常用于搜索和排序算法，而图主要用于模拟现实世界的复杂关系。直观上，可以把二叉树看作是一种局限性较小的图。

4.OSI七层协议，各自功能和常见协议

各层的功能和常见协议如下：

1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，即物理传输媒介相关的传输；
   常见协议：ISO12182协议，RS-232接口

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责传输一个节点到另一个节点之间的帧，检错、流量控制等都是在这一层完成的；
   常见协议：以太网、PPP协议、帧中继

3. 网络层（Network Layer）：负责不同网络间的数据包交换，以及处理这些数据包的路径选择和逻辑寻址等；
   常见协议：IP协议、ICMP协议、ARP协议

4. 传输层（Transport Layer）：提供可靠的端到端的报文传输和数据框重组；
   常见协议：TCP协议、UDP协议

5. 会话层（Session Layer）：管理用户会话，建立、断开会话，以及可能由应用需要的功能；
   常见协议：NetBIOS、RPC协议

6. 表示层（Presentation Layer）：将数据格式化并正确解释，即数据格式转换和编码；
   常见协议：ASCII码、JPEG图片格式、MPEG格式等

7. 应用层（Application Layer）：为用户提供特定的应用程序和与用户的接口；
   常见协议：HTTP协议、SMTP协议、FTP协议等

5.TCP和UDP区别

TCP (Transmission Control Protocol) 和 UDP (User Datagram Protocol) 是两种常见的互联网传输协议。它们有以下的特点和区别：

1. 连接方式不同：TCP 是面向连接的协议，UDP 是无连接的协议。在 TCP 中，要先建立连接，数据才能发送；而 UDP 不需要建立连接，直接发送数据包即可。

2. 数据传输方式不同：TCP 是面向字节流的协议，UDP 是面向报文的协议。在 TCP 中，数据被拆成一些固定大小的 TCP 分段，通过网络逐个发送并单独确认。而在 UDP 中则直接把应用程序发来的数据封装成数据报发送给网络。

3. 可靠性和实时性不同：TCP 提供可靠的数据传输，确保数据的准确性和完整性，但会影响实时性。UDP 不能保证可靠的数据传输，但在实时应用中，如视频、音频数据的传输，UDP 可以提供更好的实时性和效率。

4. 消息大小限制不同：TCP 协议没有大小限制，而 UDP 数据报仅限于 65535 字节以内。

总的来说，TCP 提供了可靠的数据传输，适用于大量数据传输、需要数据确认、重传等要求较高的应用场景；而 UDP 适用于实时性要求高的应用场景，如视频、音频数据传输等。

6.HTTPS如何实现加密

HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol Secure) 是在传输层和应用层之间添加了一个安全层，来确保数据的安全传输。HTTPS 的加密主要是通过 SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) 协议实现的。

SSL/TLS 协议是一种加密通信协议，使用对称加密和非对称加密方式来加密通信数据。在 SSL/TLS 握手过程中，浏览器和服务器之间通过非对称加密方式交换公钥和私钥，然后使用对称加密方式来加密通信数据。

以下是 HTTPS 的加密过程：

1. 客户端向服务器发出请求，并申请 SSL/TLS 通信。

2. 服务器向客户端发送证书。证书包括服务器公钥和服务器的信息。

3. 客户端接收证书后，使用内置的公钥来解密证书，获得服务器公钥。

4. 客户端生成一个随机的对称密钥，使用服务器公钥加密后发送给服务器。

5. 服务器接收到客户端发送的密钥后，使用服务器私钥进行解密，获得客户端发送的对称密钥。

6. 客户端和服务器使用对称密钥进行加密通信。

以上过程中，非对称加密用于证书的签发和验证，确保证书的真实性；对称加密用于实际的数据加密和解密，确保通信数据的保密性和完整性。

通过 SSL/TLS 协议的加密方式，HTTPS 可以提供更高的安全性，保护用户的隐私信息和数据不被窃取和篡改。