C++ 基础语法

在main执行之前和之后执行的代码可能是什么？

指针和引用的区别

最本质的区别：int a = 10; int &b = a; 在编译器看来, 等价于 int * const b = &a;对b的任何操作都会自动解引用成a，也因此会看到b和a的地址相同，内存大小相同，好像b就是a，但其实不是，这是编译器造成的假象。
表层的区别：
指针可以有多级，引用只有一级
指针声明和定义可以分开，引用在定义时必须初始化
指针在初始化后可以改变指向，而引用在初始化之后不可再改变
当把指针作为参数进行传递时，也是将实参的一个拷贝传递给形参，两者指向的地址相同，但不是同一个变量，在函数中改变这个变量的指向不影响实参，而引用却可以。
可以有const指针，但是没有const引用；
如果返回动态内存分配的对象或者内存，必须使用指针，引用可能引起内存泄露。

在传递函数参数时，什么时候该使用指针，什么时候该使用引用呢？

需要返回函数内局部变量的内存的时候用指针。使用指针传参需要开辟内存，用完要记得释放指针，不然会内存泄漏。而返回局部变量的引用是没有意义的。
对栈空间大小比较敏感（比如递归）的时候使用引用。使用引用传递不需要创建临时变量，开销要更小
类对象作为参数传递的时候使用引用，这是C++类对象传递的标准方式

你觉得堆快一点还是栈快一点？

毫无疑问是栈快一点。
因为操作系统会在底层对栈提供支持，会分配专门的寄存器存放栈的地址，栈的入栈出栈操作也十分简单，并且有专门的指令执行，所以栈的效率比较高也比较快。
而堆的操作是由C/C++函数库提供的，在分配堆内存的时候需要一定的算法寻找合适大小的内存。并且获取堆的内容需要两次访问，第一次访问指针，第二次根据指针保存的地址访问内存，因此堆比较慢。

区别以下指针类型？

被free回收的内存是立即返还给操作系统吗？

不是的，被free回收的内存会首先被ptmalloc使用双链表保存起来，当用户下一次申请内存的时候，会尝试从这些内存中寻找合适的返回。这样就避免了频繁的系统调用，占用过多的系统资源。同时ptmalloc也会尝试对小块内存进行合并，避免过多的内存碎片。

宏定义和函数有何区别？

变量声明和定义区别？

声明仅仅是把变量的声明的位置及类型提供给编译器，并不分配内存空间；定义要在定义的地方为其分配存储空间。
相同变量可以在多处声明（外部变量extern），但只能在一处定义。

定义和声明的区别

a和&a有什么区别？

数组名和指针（这里为指向数组首元素的指针）区别？

二者均可通过增减偏移量来访问数组中的元素。
数组名不是真正意义上的指针，可以理解为常指针，所以数组名没有自增、自减等操作。
当数组名当做形参传递给调用函数后，就失去了原有特性，退化成一般指针，多了自增、自减操作，但sizeof运算符不能再得到原数组的大小了。

C++中const和static的作用

C++的顶层const和底层const

final和override关键字

override指定了子类的这个虚函数是重写的父类的，如果你名字不小心打错了的话，编译器是不会编译通过的
当不希望某个类被继承，或不希望某个虚函数被重写，可以在类名和虚函数后添加final关键字，添加final关键字后被继承或重写，编译器会报错。

拷贝初始化和直接初始化

当用于类类型对象时，初始化的拷贝形式和直接形式有所不同：
直接初始化直接调用与实参匹配的构造函数，
拷贝初始化总是调用拷贝构造函数。拷贝初始化首先使用指定构造函数创建一个临时对象，然后用拷贝构造函数将那个临时对象拷贝到正在创建的对象。

初始化和赋值的区别

赋值操作是在两个已经存在的对象间进行的，而初始化是要创建一个新的对象，并且其初值来源于另一个已存在的对象。编译器会区别这两种情况，赋值的时候调用重载的赋值运算符，初始化的时候调用拷贝构造函数。如果类中没有拷贝构造函数，则编译器会提供一个默认的。这个默认的拷贝构造函数只是简单地复制类中的每个成员。

C和C++的类型安全

类型安全很大程度上可以等价于内存安全，类型安全的代码不会试图访问自己没被授权的内存区域。
C只在局部上下文中表现出类型安全，比如试图从一种结构体的指针转换成另一种结构体的指针时，编译器将会报告错误，除非使用显式类型转换。
相比于C语言，C++提供了一些新的机制保障类型安全：
操作符new返回的指针类型严格与对象匹配，而不是void*
C中很多以void*为参数的函数可以改写为C++模板函数，而模板是支持类型检查的；
引入const关键字代替#define constants，它是有类型、有作用域的，而#define constants只是简单的文本替换
一些#define宏可被改写为inline函数，结合函数的重载，可在类型安全的前提下支持多种类型，当然改写为模板也能保证类型安全
C++提供了dynamic_cast关键字，使得转换过程更加安全，因为dynamic_cast比static_cast涉及更多具体的类型检查。

public，protected和private访问和继承权限/public/protected/private的区别？

public的变量和函数在类的内部外部都可以访问。
protected的变量和函数只能在类的内部和其派生类中访问。
private修饰的元素只能在类内访问。

public继承
公有继承的特点是基类的公有成员和保护成员作为派生类的成员时，都保持原有的状态，而基类的私有成员任然是私有的，不能被这个派生类的子类所访问
protected继承
保护继承的特点是基类的所有公有成员和保护成员都成为派生类的保护成员，并且只能被它的派生类成员函数或友元函数访问，基类的私有成员仍然是私有的
private继承
私有继承的特点是基类的所有公有成员和保护成员都成为派生类的私有成员，并不被它的派生类的子类所访问，基类的成员只能由自己派生类访问，无法再往下继承

如何用代码判断大小端存储？

大端存储：字数据的高字节存储在低地址中
小端存储：字数据的低字节存储在低地址中

volatile、mutable和explicit关键字的用法

使用 volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。
volatile定义变量的值是易变的，每次用到这个变量的值的时候都要去重新读取这个变量的值，而不是读寄存器内的备份。多线程中被几个任务共享的变量需要定义为volatile类型。

在C++中，mutable也是为了突破const的限制而设置的。被mutable修饰的变量，将永远处于可变的状态，即使在一个const函数中。

什么情况下会调用拷贝构造函数

用类的一个实例化对象去初始化另一个对象的时候
函数的参数是类的对象时（非引用传递）

C++中有几种类型的new

普通的new，在空间分配失败的情况下，抛出异常std::bad_alloc而不是返回NULL
nothrow new在空间分配失败的情况下是不抛出异常，而是返回NULL
placement new允许在一块已经分配成功的内存上重新构造对象或对象数组。placement new不用担心内存分配失败，因为它根本不分配内存，它做的唯一一件事情就是调用对象的构造函数。

使用placement new需要注意两点：
palcement new的主要用途就是反复使用一块较大的动态分配的内存来构造不同类型的对象或者他们的数组
placement new构造起来的对象数组，要显式的调用他们的析构函数来销毁（析构函数并不释放对象的内存），千万不要使用delete，这是因为placement new构造起来的对象或数组大小并不一定等于原来分配的内存大小，使用delete会造成内存泄漏或者之后释放内存时出现运行时错误。

C++的异常处理的方法

try、throw和catch关键字
程序的执行流程是先执行try包裹的语句块，如果执行过程中没有异常发生，则不会进入任何catch包裹的语句块，如果发生异常，则使用throw进行异常抛出，再由catch进行捕获，throw可以抛出各种数据类型的信息
函数的异常声明列表
有时候，程序员在定义函数的时候知道函数可能发生的异常，可以在函数声明和定义时，指出所能抛出异常的列表，写法如下：
int fun() throw(int,double,A,B,C){…};
这种写法表名函数可能会抛出int,double型或者A、B、C三种类型的异常，如果throw中为空，表明不会抛出任何异常，如果没有throw则可能抛出任何异常
C++标准异常类 exception
C++ 标准库中有一些类代表异常，这些类都是从 exception 类派生而来的
bad_typeid：使用typeid运算符，如果其操作数是一个多态类的指针，而该指针的值为 NULL，则会拋出此异常

形参与实参的区别？

值传递、指针传递、引用传递的区别和效率

静态变量什么时候初始化

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。
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。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。

delete和delete[]区别？

delete只会调用一次析构函数。
delete[]会调用数组中每个元素的析构函数。

delete p、delete [] p、allocator都有什么作用？

new动态数组返回的并不是数组类型，而是一个元素类型的指针；
delete[]时，数组中的元素按逆序的顺序进行销毁；
new在内存分配上面有一些局限性，new的机制是将内存分配和对象构造组合在一起，造成了性能的下降。同样的，delete也是将对象析构和内存释放组合在一起的。allocator将这两部分分开进行，allocator申请一部分内存，不进行初始化对象，只有当需要的时候才进行初始化操作。先调用allocate分配内存，如果要使用allocate返回的内存，那么就必须先construct构造它。

new和delete的实现原理，delete是如何知道释放内存的大小

new简单类型直接调用operator new分配内存；而对于复杂结构，先调用operator new分配内存，转型，然后在分配的内存上调用构造函数；然后编译器还会在上下拿出两块空间作为cookie保存所分配的内存块大小，以便回收，cookie最低位的1和0分别表示内存是否被回收.
new[]简单类型时计算好大小后调用operator new；对于复杂数据结构，new[]先调用operator new[]分配内存，然后往前拿四个字节写入数组大小n，然后调用n次构造函数。所以new []的时候，除了上下cookie外，还要单独记录数组长度。
而不管是delete还是delete[]都是通过cookie来知道需要释放多大的内存，另外delete [] 时通过单独记录数组长度得知需要调用多少次析构函数。

malloc申请的存储空间能用delete释放吗

当申请的空间是内置类型时，delete和free能够混用
当申请的空间是自己定义类型时，若没有析构函数。delete和malloc能够混用。若申请的空间有析构函数时，malloc申请的空间能够用delete和free释放。若申请的空间有析构函数时，new申请的空间不能用free释放，能够用delete释放。

malloc与free的实现原理？

从操作系统角度来看，进程分配内存有2种方式，分别由2个系统调用完成：brk和mmap（不考虑共享内存）。
brk是将数据段(.data)的最高地址指针_edata往高地址推
mmap是在进程的虚拟地址空间中（堆和栈中间，称为文件映射区域的地方）找一块空闲的虚拟内存
这两种方式分配的都是虚拟内存，没有分配物理内存。在第一次访问已分配的虚拟地址空间的时候，发生缺页中断，操作系统负责分配物理内存，然后建立虚拟内存和物理内存之间的映射关系。
malloc小于128k的内存，使用brk分配内存，将_edata往高地址推；malloc大于128k的内存，使用mmap分配内存，在堆和栈之间找一块空闲内存分配；brk分配的内存需要等到高地址内存释放以后才能释放，而mmap分配的内存可以单独释放。
malloc是从堆里面申请内存，也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。
malloc()实现的大体思路。首先挨个检查堆中的内存是否可用，如果可用就直接用。当遍历了堆中的所有内存块时，要是没有能满足需求的块时就只能通过系统调用向操作系统申请新的内存，然后将新的内存添加到堆中。
free()函数的实现思路，只要将内存管理块设置为可用就可以了。

malloc,calloc,realloc的区别

malloc用于申请一段新的地址,参数size为需要内存空间的长度,如:
void* malloc(unsigned int num_size);
int p = malloc(20sizeof(int));申请20个int类型的空间；

calloc与malloc相似,参数size为申请地址的单位元素长度,n为元素个数,如
void* calloc(size_t n,size_t size);
int *p = calloc(20, sizeof(int));

realloc是给一个已经分配了地址的指针重新分配空间,参数p为原有的空间地址,newsize是重新申请的地址长度
void realloc(void *p, size_t new_size);

malloc与calloc的区别:
1.为1块与n块的区别：
malloc调用形式为(类型*)malloc(size)：在内存的动态存储区中分配一块长度为“size”字节的连续区域，返回该区域的首地址。
calloc调用形式为(类型*)calloc(n，size)：在内存的动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域，返回首地址。
realloc调用形式为(类型*)realloc(*ptr，size)：将ptr内存大小增大到size。
2. malloc申请的空间的值是随机初始化的，calloc申请的空间的值是初始化为0的；

类成员初始化方式？

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,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。

成员初始化列表的概念

成员初始化列表的概念
在类的构造函数中，不在函数体内对成员变量赋值，而是在构造函数的花括号前面使用冒号和初始化列表赋值

有哪些情况必须用到成员列表初始化？作用是什么？

C++中新增了string，它与C语言中的 char *有什么区别吗？它是如何实现的？

对象复用的了解，零拷贝的了解

介绍面向对象的三大特性

三大特性：继承、封装和多态

继承：让某种类型对象获得另一个类型对象的属性和方法。
它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展

封装
数据和代码捆绑在一起，避免外界干扰和不确定性访问。把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏，例如：将公共的数据或方法使用public修饰，而不希望被访问的数据或方法采用private修饰。

多态
同一事物表现出不同事物的能力，即向不同对象发送同一消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（重载实现编译时多态，虚函数实现运行时多态）。

函数调用过程栈的变化，返回值和参数变量哪个先入栈？

1、调用者函数把被调函数所需要的参数按照与被调函数的形参顺序相反的顺序压入栈中,即:从右向左 依次把被调函数所需要的参数压入栈;
2、调用者函数使用call指令调用被调函数,并把call指令的下一条指令的地址当成返回地址压入栈中(这 个压栈操作隐含在call指令中);
3、在被调函数中,被调函数会先保存调用者函数的栈底地址(push ebp),然后再保存调用者函数的栈顶地 址,即:当前被调函数的栈底地址(mov ebp,esp);
4、在被调函数中,从ebp的位置处开始存放被调函数中的局部变量和临时变量,并且这些变量的地址按照 定义时的顺序依次减小,即:这些变量的地址是按照栈的延伸方向排列的,先定义的变量先入栈,后定义的变 量后入栈;

C++中将临时变量作为返回值时的处理过程

写C++代码时有一类错误是 coredump ，很常见，你遇到过吗？怎么调试这个错误？

coredump是程序由于异常或者bug在运行时异常退出或者终止，在一定的条件下生成的一个叫做core的文件，这个core文件会记录程序在运行时的内存，寄存器状态，内存指针和函数堆栈信息等等。对这个文件进行分析可以定位到程序异常的时候对应的堆栈调用信息。
使用gdb命令对core文件进行调试
以下例子在Linux上编写一段代码并导致segment fault 并产生core文件
mkdir coredumpTest
vim coredumpTest.cpp
在编辑器内键入
#include
int main(){
int i;
scanf("%d",i);//正确的应该是&i,这里使用i会导致segment fault
printf("%d\n",i);
return 0;
}
编译：g++ coredumpTest.cpp -g -o coredumpTest
运行：./coredumpTest
使用gdb调试coredump：gdb [可执行文件名] [core文件名]

说说移动构造函数

引用是否能实现动态绑定，为什么可以实现？

可以。
引用在创建的时候必须初始化，在访问虚函数时，编译器会根据其所绑定的对象类型决定要调用哪个函数。注意只能调用虚函数。

指针加减计算要注意什么？

指针加减本质是对其所指地址的移动，移动的步长跟指针的类型是有关系的，因此在涉及到指针加减运算需要十分小心，加多或者减多都会导致指针指向一块未知的内存地址，如果再进行操作就会很危险。

怎样判断两个浮点数是否相等？

对于两个浮点数比较只能通过相减并与预先设定的精度比较，记得要取绝对值！浮点数与0的比较也应该注意。与浮点数的表示方式有关。

如果想将某个类用作基类，为什么该类必须定义而非声明？

派生类中包含并且可以使用它从基类继承而来的成员，为了使用这些成员，派生类必须知道他们是什么。
所以必须定义而非声明。

继承机制中对象之间如何转换？指针和引用之间如何转换？

知道C++中的组合吗？它与继承相比有什么优缺点吗？

结构体变量比较是否相等

2) 元素的话，一个个比；
3) 指针直接比较，如果保存的是同一个实例地址，则(p1==p2)为真；

你知道printf函数的实现原理是什么吗？

为什么模板类一般都是放在一个h文件中

cout和printf有什么区别？

你知道重载运算符吗？

当程序中有函数重载时，函数的匹配原则和顺序是什么？

1. 名字查找
2. 确定候选函数
3. 寻找最佳匹配

static函数与普通函数有什么区别？

说一下你理解的 ifdef endif代表着什么？

一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但是有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件才进行编译，也就是对一部分内容指定编译的条件，这就是“条件编译”。有时，希望当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。

在一个大的软件工程里面，可能会有多个文件同时包含一个头文件，当这些文件编译链接成一个可执行文件上时，就会出现大量“重定义”错误。
在头文件中使用#define、#ifndef、#ifdef、#endif能避免头文件重定义。

隐式转换，如何消除隐式转换？

如何在不使用额外空间的情况下，交换两个数？你有几种方法

你知道strcpy和memcpy的区别是什么吗？