总结几个面试题

目录

1.  this 指针存在哪里

2.  this指针可以为空吗？

3.  结构体怎么对齐？为什么要进行内存对齐？ 

 4.  如何让结构体按照指定的对齐方式对齐？能否按照3、4、5即任意字节对齐？

5.  什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，常见的要考虑大小端的场景是什么？

 

---

 

1.  this 指针存在哪里

在C++中，每个非静态成员函数都有一个隐含的指向当前对象的指针，这个指针就是this指针。当我们调用一个成员函数时，编译器会将对象的地址作为参数传递给该成员函数，并将其存储在this指针中，从而让成员函数可以访问类的其他成员变量和成员函数。

this指针实际上是一个指向当前对象的常量指针，它的类型是类的类型加上一个*，例如，如果当前对象是一个类型为MyClass的对象，那么this指针的类型就是MyClass* const。

this指针的实际存储位置是在对象的内存空间中，它通常被存储在对象的起始地址处或者作为一个成员变量存储在对象的结构体中。当我们在成员函数中使用this指针时，实际上是在访问对象的成员变量和成员函数，因此this指针的值总是等于当前对象的地址。

2.  this指针可以为空吗？

在正常情况下，this指针不应为空。this指针是一个指向当前对象的指针，它在成员函数被调用时自动被创建并进行赋值。它指向的是调用该成员函数的对象。

然而，有一种特殊情况下this指针可能为空，即在访问非静态成员函数之前，尚未创建该对象的实例或者对象已经被销毁。这种情况下，使用this指针将会导致未定义的行为。因此，在编写代码时，应当确保在调用非静态成员函数之前，已经创建了相应的对象，并且对象还处于有效的生命周期内。

总的来说，this指针通常不会为空，但在特殊情况下，如果没有合适的对象实例存在，它可能为空。因此，在编写代码时，需要注意检查和处理对象是否为空的情况，以避免潜在的错误。

3.  结构体怎么对齐？为什么要进行内存对齐？ 

在C++中，结构体的对齐方式可以通过编译器的默认设置或者使用特定的对齐指令来进行控制。结构体的对齐规则是为了保证结构体成员在内存中的布局和访问效率。当结构体中的成员变量不满足对齐要求时，编译器会自动在某些位置插入填充字节，以满足对齐要求。 

 内存对齐的目的主要有以下几个方面：

1. 访问效率：在内存对齐的情况下，CPU可以更快地读取和写入数据，因为它可以直接访问对齐的内存地址，而不需要额外的处理。如果结构体的成员变量没有对齐，那么CPU可能需要进行额外的操作以正确访问数据，这会导致访问速度变慢。
2. 内存空间的利用：通过对结构体进行对齐，可以减少填充字节的使用，从而节省内存空间。尤其在多个结构体实例被创建或者大量结构体被存储在数组中的情况下，内存的利用率将更高。
3. 与其他系统的兼容性：有些硬件平台或操作系统要求数据按照一定的方式对齐，否则可能导致访问错误或性能下降。通过进行内存对齐，可以确保结构体在不同的平台和系统上的兼容性。

 4.  如何让结构体按照指定的对齐方式对齐？能否按照3、4、5即任意字节对齐？

 可以使用特定的对齐指令来显式地控制结构体的对齐方式。

常用的对齐指令有两种，一种是 一种是#pragma pack，另一种是__attribute__((aligned)).

#pragma pack(n)

 其中，n表示对齐字节数。例如，如果希望以4字节对齐方式对结构体进行对齐，则可以使用以下指令：

#pragma pack(4)

但是使用#pragma pack指令来设置对齐方式可能会导致一些兼容性问题，因此在使用时需要谨慎考虑。

2.使用__attribute__((aligned))指令。

__attribute__((aligned))指令也可以用于设置结构体的对齐方式。语法为：

struct __attribute__((aligned(n))) MyStruct {
    // ...
}

 n表示对齐字节数。例如，如果希望以8字节对齐方式对结构体进行对齐，则可以使用以下定义：

struct __attribute__((aligned(8))) MyStruct {
    // ...
}

__attribute__((aligned))指令只能在GCC和Clang编译器下使用，在其他编译器下可能不支持

能否按照任意字节对齐？

虽然一般情况下结构体的对齐是按照特定的字节对齐规则进行的，但有些编程语言提供了一些手段来自定义结构体的对齐方式，但这样做可能会导致性能下降、内存浪费或不可移植性等问题。

 

5.  什么是大小端？如何测试某台机器是大端还是小端，常见的要考虑大小端的场景是什么？

大小端（Endianness）是指在计算机存储和处理多字节数据时，字节序列的排列方式。主要有两种类型：

1. 大端字节序（Big Endian）：高位字节存储在低地址，低位字节存储在高地址。
2. 小端字节序（Little Endian）：低位字节存储在低地址，高位字节存储在高地址。

为了更好地理解大小端的概念，我们可以以一个16位整数0x1234为例。

• 在大端字节序中，0x12存储在低地址，0x34存储在高地址。
• 在小端字节序中，0x34存储在低地址，0x12存储在高地址。

通过测试机器的字节序，可以确定它是大端还是小端。

一种简单的方法是创建一个包含整数和字符的联合体，在联合体中，通过检查字符数组首地址和整数的特定字节来确定字节序。以下是一个示例代码

#include 

int main() {
    union {
        int value;
        char bytes[sizeof(int)];
    } u;

    u.value = 1;

    if (u.bytes[0] == 1) {
        std::cout << "Little Endian" << std::endl;
    }
    else {
        std::cout << "Big Endian" << std::endl;
    }

    return 0;
}

常见的需要考虑大小端的场景包括：

1. 网络通信：不同机器之间进行网络通信时，需要考虑字节序，以确保数据的正确传输和解析。
2. 数据存储：在某些文件格式、数据库或数据结构中，可能需要考虑字节序，以便在不同平台上正确读写数据。
3. 外设设备：与外设设备进行通信时，可能需要根据设备的字节序进行数据交换。