秋招面试总结

八股

• C++中传引用和传指针的区别：参考

  • 指针传参：
    • 本质是值传递，形参的指针变量是个临时局部变量，用来接收外部实参指针变量保存的地址值
    • 除了解引用对地址内存进行操作外，形参指针变量的其他任何操作都不会影响到外面的实参指针
    • 可以修改形参指针指向，不会影响到实参指针的指向
    • 可以传空指针
  • 引用传参：
    • 本质是引用传递，传进入的相当于就是实参本身，会在函数中开辟内存存放，引用参数本身和外面的变量不是独立的，会相互影响;
    • 对形参的任何操作都会影响到实参，不存在解引用的情况
    • 不能传空引用
  • 就函数外部而已，需要定义一个指针变量，引用话不需要

• 一个函数什么时候返回引用，什么时候返回指针

  • C++三种传递方式：值传递，指针传递，引用传递
  • 返回的指针和引用区别不大，主要是看返回值的类型，如果类型是值的形式是会产生副本的？？？？晕，需要改
  • 需要注意的是，不能返回临时对象的指针或者引用，因为对应的地址，在栈帧回退的时候就不能使用了，

• 什么是野指针，如何避免野指针

  • 没有进行初始化的指针，指向未知的内存空间
  • 如何避免：在顶一个指针变量的时候，进行初始化，删除一个指针指向的堆地址的时候，进行指控，也可以通过智能指针进行管理裸指针进行避免

• 智能指针有哪些？为什么时候需要用到weak_ptr?

  • 有auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr，其中后面三个是C++11新引入的
  • auto_ptr、unique_ptr是独占式的智能指针，不带引用计数，资源只能由一个智能指针对象进行管理，shared_ptr、weak_ptr是共享式，带引用计数的智能指针
  • weak_ptr主要搭配shared_ptr一起使用，用来观察shared_ptr管理的资源的生命周期，weak_ptr可以用来避免shared_ptr的循环引用问题

• C++有哪些方式实现多态？

  • 静态多态和动态多态，静态多态是编译时期的多态，分别有函数重载，和模板特别化
  • 动态多态，指的是在继承关系种，子类重复父类虚函数，在运行时期实现的接口复用的多态

• 运行时多态涉及的函数绑定是在什么时期发生的

  • 绑定分为静态绑定和动态绑定，静态绑定针对的是非虚函数，在编译阶段确定调用的具体函数
  • 动态绑定，一般是通过父类指针指向子类对象实现的，由于在编译阶段不确定具体调用的函数，因为子类会重写父类虚函数，在运行时期，父类指针通过虚函数指针，访问虚函数表，如果子类重写了父类的虚函数，在对应位置调用的就是子类虚函数的地址，如果没有重写调用的就是父类的虚函数

• 多继承情况下，子类继承多个父类，父类都有虚函数，子类同时改写了多个父类虚函数，这种情况，子类的内存布局

  class Base1
  {
  public:
  	virtual void func1(){}
  	int a;
  }
  class Base2
  {
  public:
  	virtual void func2(){}
  	int b;
  }
  class Son:public Base1,public Base2
  {
  public:
  	void func1(){cout<<"Son::func1"<<endl;}
  	void func2(){cout<<"Son::func2"<<endl;}
  	int c;
  }
  int main()
  {
  	Son s;
  	/* s的内存布局
  	Base1::
  		vfptr
  		a
  	Base2::
  		vfptr
  		b
  	c
  	*/
  	return 0;
  }
  

• 多继承中，菱形继承的问题，如何处理二义性的字段

  • B继承A，C继承A，D继承B和C，D中可能有多个A的成员变量，可以通过虚继承解决，让虚基类最优先构造
  • 内存布局：

    #include
    using namespace std;
    class A
    {
    public:
    	A() { cout << "A" << endl; }
    	virtual void func(){}
    private:
    	int aa;
    };
    class test1 : virtual public A
    {
    public:
    	test1() { cout << "test1" << endl; }
    	int a;
    	virtual void func1(){}
    };
    class test2 : virtual public A
    {
    public:
    	test2() { cout << "test2" << endl; }
    	int b;
    	virtual void func2(){}
    };
    class derive2 :public test1, public test2
    {
    public:
    	derive2() { cout << "derive2" << endl; }
    private:
    	int c;
    	void func1(){}
    	void func2(){}
    	virtual void func3(){}
    };
    // 上面代码需要注意的是，由于是多继承，所以会有多个虚函数指针
    // 如果不是多继承，则只会有一个虚函数指针，相当于，子类和父类的指针合在一起
    // 并且虚函数表合并，虚函数表中虚函数的位置是根据函数出现的先后顺序决定的
    

    

• STL map中有两种，一种是map，一种是unorderd_map

  • unorderd_map和map之间的区别：
    • unorderd_map: 底层数据结构是hashtable，是无序的,增删查的时间复杂度O(1)
    • map:底层数据结构是红黑树,中序有序，增删查的时间复杂度O(log n)
  • unorderd_map的hash结构是如何实现hash算法的？
    • 无序映射表，底层是用一个vector维护bucket桶的数据结构，vector的每个元素都是一个bucket，可以说是链表，因为是通过开链法解决hash冲突的，unorderd_map每插入一个元素，都先是根据key计算hashcode，再根据hashcode将对应的节点插到对应的bucket链表中
  • hash表是如何扩容的
    • 有个负载因子和最大负载因子，其中负载因子是当前元素个数个底层bucket个数比，当负载因子>=最大负载因子就会发生rehash，也就是扩容再重入插入，主要是防止同一个bucket上元素太多导致索引效率下降
    • VS中，底层vector默认的bucket个数是8，每次发送扩容的时候以8的倍数进行扩容，即扩容一次bucket个数为64

• C++中动态库和静态库的区别

  • 静态库: 运行时确认地址
  • 动态库: 编译时确认地址

• string类的大小问题：string内存布局

  • VS x86系统下，sizeof(string)=28 ，x64体系下sizeof(string)=40
  • x86下为28的原因：
    • 4字节Allocator + 4字节Size + 4字节Capacitry + 16个字节原始字符串大小
    • 16个字节原始字符串大小：1字节结束符'\0' + 最大可以存储15个字节的
    • 当字符长度<=15的时候，就保存在15原始字节里面(和string对应可能一起在栈上)，如果>15就保存在堆上，指向堆内存的指针存放到15字节前4字节
  • TIP：
    • 不同编译器string底层成员可能不一样，即不同编译器sizeof出来的结果可能不同，但是sizeof string大小是固定不变的
    • sizeof：是操作符，不是函数，返回对象或者类型的占用的字节数，sizeof详解

• C++内存对齐的原则

  • 提高cpu读取效率

  • 例子展示：

    class A//8字节
    {
    public:
    	char a;
    	char b;//padding2
    	int c;
    }
    class B //12字节
    {
    public:
    	char a; //padding 3
    	int b;
    	char c;//padding 3
    }
    

• STL是怎么做内存管理的，allocator分配器的原理，空间配置器：参考

  • 将构造对象和内存开辟分开：
    • C++中一般new是先开辟内存再构造对象，delete是先析构对象再释放内存，STL为了防止模板元素是对象的时候，开辟空间有没有意义的对象构造和对象析构，所以就将new和delete的功能进行分割
    • 内存配置操作由alloccate() 负责，内存释放由 deallcate() 负责；对象构造由construct()负责，对象析构则由 destroy() 负责。
  • 考虑内存分配过程存在的问题，小块内存导致的碎片问题和小块内存频繁申请释放的问题，所以有了一级配置器和二级配置器的内存分配策略：
    • 一级配置器：直接使用malloc()，free()，realloc()等C函数执行内存配置、释放、重配置操作。malloc()开辟失败，调用oom_malloc()和oom_realloc()函数是释放内存再开辟，由于开辟释放可能会循环释放内存，如果内存真的不够，就抛出异常bad_alloc;
    • 二级配置器：分两层，需要判断当前开辟的大小，如果大于128字节，就使用一级配置器，就使用二级配置器，采用的是内存池+自由链表的管理方式，避免小块内存开辟带来的碎片化，自由链表有16个元素，每个元素都维护一个内存大小的链表，对应的内存大小为8、16、…、128字节，以8的倍数扩充；每次开辟空间，就在对应的free_list拿节点出去。
    • 内存释放：如果大于128字节，就调用一级配置器，如果小于128字节就就将内存放回free_list对应的链表中
    • 二及配置器内存池和自由链表的使用：
      • free_list列表中有空余内存：找到相应的free_list拿一个节点，申请的内存不一致，为向上padding到8的倍数，比如申请3，会分配8，如果内存用完了，就会重新放回来
      • free_list列表中没有空余内存，内存池不为空：先检查申请的内存8字节*20的大小在内存池中够不够，够的话就拿一个8字节分配出去，剩下的放入free_list 8字节的链表中；如果不够20个8字节，则全拿了，拿一8字节分配出去，剩下的挂到free_list中；如果连一个8字节都没有，则看下一条；
      • free_list没有空余，内存池也不够：内存池连一个需要的内存块都分配不出来，则调用malloc分配的内存，分配的内存为：所需内存块大小202，拿一半挂到free_list中，剩下一半在内存池中;
      • free_list列表中没有空余，内存池不够，malloc失败：先找大的free_list有没有空间，如果没有，则调用一级配置器，里面有内存不够的循环处理流程，可能会分配出来，可能会抛出异常
  • 空间配置器的问题：
    • 二级空间配置中申请的内存不是8的倍数则会浪费空间，比如1字节匹配8字节
    • 二级空间配置器中内存池和free_list的内存是堆上的，且挂在free_list上的内存只会在进程结束还给操作系统，所以会导致其他进程可能使用不了这些空闲资源，并且频繁的开辟小内存，最后可能会导致在堆上开辟不出大内存

• 计算机中虚拟地址和物理地址是什么

  • 一个进程加载进入内存，是不会分配实际的物理地址，只有运行到对应需要的内存时候，就会通过页表将虚拟地址映射到实际的物理地址中

• 设计模式，C++如何实现单例模式

  • 拷贝构造和普通构造私有化，只对外提供一个获取唯一实例的static接口函数，这个接口函数，返回的是私有成员中static的静态对象，一般在类内声明类外实现，通过类的作用域访问接口函数获取唯一实例，单例模式一般分为懒汉式和饿汉式，饿汉式是没有调用接口，在编译阶段对象就存在，是线程安全的，懒汉式是第一个调用接口的时候才进行实例化，是线程不安全的
  • 手动实现一个

• TCP和UDP的区别

  • UDP有明显的丢包乱序的问题，以UDP的方式来传输，如何解决丢包乱序的问题，如何知道包丢了，如果

• 出于什么目的做自己的项目：

• 多线程如何解决高并发问题: 并发-同时能承载客户端数量(稳定的维护)

  • C10k: 1w的并发
    • 早期只有select/poll，select每次调用都需要将的fd_set(1024=1k)拷贝到内核中，Poll需要将大量的pllfd数组(没有限制)，每次将fd_set和pollfd数组拷贝进内核并拷贝出来，会影响性能。
    • 所以普通的select只能解决C10k问题(select管理的fd超过1024性能会急剧下降)
  • C1000k：100w并发
    • 通过epoll来解决，没有大量的fd拷贝在内核和用户空间中，全存放在底层的红黑树节点上，只会将发送时间的集合进行返回，因此相比select而已不需要每次都拷贝，因此epoll可以使得网IO的数量级达到100w级别
  • C10M ：1000w并发
    • 网络IO并发量的限制，为什么做不到C10M，
      • 不是CPU的限制(IO不属于计算密集型)，也不是内存大小的限制(完全可以加物理硬件解决)，也不是磁盘的问题，也不是文件系统的限制
      • 是操作系统层面的限制，第一个是系统调用中断，一个是数据在内核和用户空间的限制，还一个网卡的限制，可以通过用户态协议栈解决前面两种问题，用户态协议栈本身可以解决系统中断的问题，并将网卡数据直接映射到用户空间的协议栈中

• 多线程中，每个连接都需要操作mysql数据库，如何解决IO瓶颈的问题

• C++构造函数和析构函数可以抛异常吗，参考

  • 构造函数可以抛出异常， 当抛出异常的时候，析构函数不会被执行，需要手动释放内部申请的资源
  • 析构函数不应该抛出异常，程序可能发生未知错误，可能会莫名其妙的蹦吊，当析构有异常的时候应该是在析构函数内部处理，而不是抛出来

• SLT优先级队列

  • 如何实现：底层是依赖vector容器实现的大根堆
  • 创建大根堆的流程：
    • 自顶向下：从第一个数据开始插入建立大根堆，每次插入最多可能都需要维护O(log n)次，时间复杂度O(nlogn)
    • 自低向上：假设树存在，从最后一个有孩子节点的节点开始维护堆，时间复杂度O(n)

• C++11关键字default: 参考

  • 前置：如果自己提供了构造函数，编译器不会提供默认的，默认的拷贝构造还是存在的，如果自己只提供了拷贝构造，编译器不会提供默认的构造，也不会提供默认的拷贝构造
  • 定义： 可以作用于默认构造函数、拷贝构造函数、复制重载函数、析构函数，提供编译器默认的实现
  • 一般对构造函数进行重载，编译器是不会隐式生成默认构造，如果通过默认构造生成对象会报错，所以一般需要重写默认构造，而default标记重写的默认构造函数，编译器会隐式生成一个版本，在代码层面可以更加的简洁，且编译器生成的版本效率更高，default使得编译器提供的版本和自己重载的默认构造可以共存

• C++11的移动语义：

  • std::move ：将左值可以转成右值，用于匹配右值拷贝和右值赋值重载，将对象底层管理的堆上的资源进行转移

• 进程间通信有哪些方式：

  • socket、信号量、管道、消息队列，共享内存

• 共享内存如何解决消息通信的安全问题，参考

  • 共享内存的是进程间共享数据最快的方法，不涉及数据在多个进程间的拷贝问题
  • 可以在共享内存中，使用mutex保证通信的进程安全问题，mutex占用的内存必须是共享内存

• 线程安全和可重入的区别：参考

  • 线程安全：多线程访问全局或者静态变量需要加锁进行，保证原子性
  • 可重入函数：线程被不同的线程调用，结果总是正确的 ，也就是说是线程安全的

• gdb的基本操作：

  • 看当前线程的栈：bt，
  • 看其他线程栈：info threads，threads+线程编号，bt

• gdb可以给子进程加断点吗，如何加

  • fork相关函数简单介绍: PCB、fork

    • pid_t fork(void): 用于创建一个子进程，调用一次会有两次返回值，在父进程中返回子进程的进程id，在子进程返回0，如果出错就会返回复值，创建的子进程，会复制父进程的代码段、数据段、BSS段、堆栈等所有的用户空间信息，内核中OS会重新申请一个PCB，并用父进程的PCB进行初始化
    • pid_t getpid(): 获取当前进程的pid
    • pid_t getppid():获取当前进程的父进程pid

  • gdb调试多进程：

    • 只调试子进程：
      • set follow-fork-mode child:只调试子进程，可以在进程里面设置断点，然后run
    • 多个进程调试：
      • set detach-on-fork off: 设置off，一个线程暂停，其他线程也暂停，就可以同时调试多个线程
      • info inferiors：查看进程信息，前提是进程被主进程创建
      • inferiors id：切换进程，加断点可以切换进程加断点
      • 其他操作和线程一样

  • 调试正在运行的子进程

    • attach pid：就会切换这个进程，然后可以通过gdb进行调试,前提要知道进程pid

• centos如何管理软件包：参考

  • 软件包管理：堆linux下的软件及安装包进行管理，比如下载、安装、卸载、删除等操作
  • centos软件包管理工具有两种：rpm和yum
  • yum命令：
    • 安装包：yum -y install 包名
    • 列出所有可按转的软件包：yum list
    • 列出所有可更新的软件包：yum list updates
    • 列出所有已经安装的软件包：yum list installed
    • 查找包：yum search 包关键字
    • 移除包：yum remove 安装包/关键字

• linux给定一个文本，有两列，每列通过空格分割，如何将第二列提取出来，用shell命令实现，有时间再看

• 死锁产生的条件：

  • 互斥条件：一个公共资源同时时刻只能给一个进程/线程使用
  • 不可剥夺条件：进程/线程把资源使用完之前，其他进程/线程拿不到
  • 请求和保持条件：进程/线程申请新资源的同时保留已申请的资源
  • 循环等待：存在进程/线程A等待进程/线程B的资源，反之亦然，形成了一个等待环路
  • 预防死锁：破坏后面三个条件，但是互斥条件是保证进程/线程同步的基础不能去破坏
  • 避免死锁：动态检查等待资源的进程/线程资源状态，如果分配后不会死锁就分配，会的花就释放它的资源

• C和C++的区别：

  • C++面向对象，C面向过程
  • C++有函数重载，C没有
  • C++是new/delete，C是malloc和free
  • C++有引用，C没有引用

代码

• 实现一个简单的单例模式，参考
• LRU最少最近使用算法实现，参考
• 不用加法的加法，代码连接