C++面试题

C++面试题

1. 问题： 什么是左值（lvalue）和右值（rvalue）？请举例说明。

   答案： 在C++中，左值（lvalue）指的是具有标识符（可寻址）的表达式，而右值（rvalue）指的是不具有标识符（不可寻址）的表达式。简单来说，左值表示一个可以被引用的对象，而右值表示一个临时的、不可修改的值。例如：

   int x = 42;      // x是左值，因为它具有标识符
   int y = x + 5;   // x + 5是右值，因为它是一个临时值
   int* ptr = &x;   // &x是右值，因为它是一个临时的内存地址
   

2. 问题： 什么是移动语义（Move Semantics）？它在C++中的作用是什么？

   答案： 移动语义是一种优化技术，旨在避免不必要的对象复制操作，提高程序的性能。它通过将资源的所有权从一个对象转移到另一个对象，而不是进行传统的复制操作，来实现高效的对象管理。

   在C++11中引入了移动语义，通过移动构造函数和移动赋值运算符来支持。移动构造函数用于将临时对象的资源转移到目标对象，而移动赋值运算符用于将一个对象的资源转移到另一个对象。这样可以避免不必要的内存分配和复制操作，提高程序的效率。

3. 问题： 什么是智能指针（Smart Pointer）？它们在C++中的作用是什么？

   答案： 智能指针是一种用于管理动态分配的内存的C++类模板。它们提供了自动的内存管理，帮助避免内存泄漏和悬挂指针（dangling pointer）等问题。

   C++标准库中提供了三种智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。std::unique_ptr表示独占所有权的指针，std::shared_ptr表示共享所有权的指针，而std::weak_ptr则用于解决std::shared_ptr的循环引用问题。

   智能指针通过在对象销毁时自动释放内存，并在不再需要时自动删除指针，简化了内存管理的工作，提高了程序的安全性和可靠性。

4. 问题： 什么是模板（Template）？请举例说明如何定义和使用模板函数。

   答案： 模板是一种C++的特性，用于实现泛型编程，即编写可重用的通用代码。模板允许定义泛型函数或类，可以在不同的数据类型上进行实例化。

   下面是一个示例模板函数的定义和使用：

   template <typename T>
   T maximum(T a, T b) {
       return (a > b) ? a : b;
   }
   
   int main() {
       int maxInt = maximum(5, 10);     // 使用模板函数实例化int类型
       double maxDouble = maximum(3.14, 2.71);  // 使用模板函数实例化double类型
       return 0;
   }
   

   在上面的示例中，maximum是一个模板函数，它可以接受任意类型的参数a和b。通过使用typename或class关键字来声明模板参数类型，可以在编译时根据实际的参数类型生成对应的函数代码。在main函数中，我们使用模板函数maximum分别实例化了int类型和double类型的调用。

5. 问题： 什么是虚拟析构函数（Virtual Destructor）？为什么需要虚拟析构函数？

   答案： 虚拟析构函数是在基类中声明为virtual的析构函数。它在处理对象的多态性时起着重要的作用。

   当基类指针指向派生类对象并通过该指针删除对象时，如果基类的析构函数不是虚拟的，那么只会调用基类的析构函数，而不会调用派生类的析构函数。这可能导致派生类资源没有得到释放，从而引发内存泄漏等问题。

   通过将基类的析构函数声明为虚拟的，可以确保在删除派生类对象时正确调用派生类的析构函数，从而释放所有相关资源。

   例如：

   class Base {
   public:
       virtual ~Base() {
           // 基类析构函数
       }
   };
   
   class Derived : public Base {
   public:
       ~Derived() override {
           // 派生类析构函数
       }
   };
   
   int main() {
       Base* basePtr = new Derived();
       delete basePtr;  // 调用派生类的析构函数
       return 0;
   }