突破编程_C++_面试（基础知识（5））

面试题9：什么是内存地址

内存地址是指计算机内存中存储变量或对象的地址。内存空间大小就是寻址能力，即能访问到多少个地址，比如 32 位机器内存空间大小就是 2^32 = 4294967296，也就是 4 GB 。每个变量或对象在内存中都有一个唯一的地址，通过该地址可以访问和操作该变量或对象。注意一 个内存地址对应一个字节，以 int 类型的变量为例，其占据 4 个内存地址，其中首个内存地址就是这个变量的地址。

#include 

int main()
{
	int vals[4]{};
	printf("val1 address = %p\n", &vals[0]);
	printf("val2 address = %p\n", &vals[1]);
	printf("val3 address = %p\n", &vals[2]);
	printf("val4 address = %p\n", &vals[3]);

	return 0;
}

上面代码的输出为：

val1 address = 0000005420F6F978
val2 address = 0000005420F6F97C
val3 address = 0000005420F6F980
val4 address = 0000005420F6F984

为了能够说明 1 个 int 类型的变量占据 4 个内存地址，我们在上面的代码中使用占据连续内存的数组来做测试，由这个输出可以看出：数组 vals 的第一个元素所占据的内存地址由 0000005420F6F978 到 0000005420F6F97B （再往下的一个地址就是第二个元素的首地址 0000005420F6F97C），刚好是 4 个内存地址，其首个内存地址 0000005420F6F978 就是这个数组 vals 的第一个元素的地址（同时也是这个数组变量 vals 的地址）。

面试题10：常量指针与指针常量的区别

常量指针（const pointer）和指针常量（pointer to const）是两个不同的概念，常量指针指的是其指向变量的值不可改变，但是指针本身是可以改变的，可以指向其他变量；指针常量指的是指针本身是常量，其不可以再指向其他变量。
常量指针的样例代码：

const int val1 = 1;
int *ptr1 = &val1;			//错误：必须使用常量指针
const int *ptr1 = &val1;	//OK
*ptr1 = 2;	

指针常量的样例代码：

int val1 = 1;
int val2 = 2;
int const *ptr1 = &val1;	//OK
*ptr1 = &val2;				//错误：指针本身是常量，其不可以再指向其他变量。

面试题11：野指针出现的原因

野指针出现的原因主要有以下三种：
（1）指针变量未初始化。局部指针变量的默认值是一个随机值，如果此时访问该指针则会引起程序崩溃。所以，指针变量在创建的同时应当被初始化，要么将指针设置为 nullptr ，要么让它指向合法的内存（ new 出来的对象或者现有的一个对象）。
（2）释放内存后没有将指针设置为 nullptr 。不管是 free 还是 delete 在释放内存时，只是把指针所指的内存给释放掉了，但此时指针的值依然是之前内存空间的首地址。此时访问该指针则会引起程序崩溃。
（3）指针操作超越变量作用范围。栈内存在函数结束时会被释放，如果将其内存地址通过指针返回给调用者，此时再访问则会引起程序崩溃。

面试题12：使用 nullptr 的好处是什么

nullptr 关键字是在 C++11 标准中引入的，用于表示空指针。在 C++11 及以后的版本中，nullptr 替代了 C++98/03 中的 NULL 或 0 作为空指针的表示。该关键字可以避免函数重载问题，如下为样例代码：

void overLoadFunc(int* val);
void overLoadFunc(int val);

int main()
{
    overLoadFunc( NULL );  // 期待调用 overLoadFunc(int* val); 但实际调用却是 overLoadFunc(int val);
}

上面代码中的 overLoadFunc( NULL ); 实际调用的是 overLoadFunc(int val); 。其原因是 NULL 本身就是整数 0 ，因此进入了整型参数的重载函数。

面试题13：什么是指针的指针

指针的指针是一个指向指针的指针。指针可以指向所有数据类型的变量（基本类型、结构体类型、类类型等），而指针自身也是一种变量，所以指针自然也可以指向指针。指针的指针通常用于处理二维数组、动态分配的二维数组或处理指针数组等。
如下样例可以帮助理解指针的指针：

#include 

int main()
{
	int val1 = 1;
	int *ptr1 = &val1;
	int **ptr2 = &ptr1;
	printf("ptr1 address = %p\n", &ptr1);
	printf("ptr1 address = %p\n", &(*ptr2));
	printf("ptr2 value = %p\n", ptr2);

	return 0;
}

上面代码的输出为：

ptr1 address = 000000C4A839F758
ptr1 address = 000000C4A839F758
ptr2 value = 000000C4A839F758

由结果可以看出，指向指针的指针变量 ptr2 保存了指针变量 ptr1的地址（ 000000C4A839F758 ）。 其中代码第 10 行 int **ptr2 = &ptr1; 定义了一个指向指针的指针，这里用了两个星号*，其保存的值就是指针变量 ptr1的地址。
第 11、 12、 13 行代码尤为重要：
第 11 行代码 printf("ptr1 address = %p\n", &ptr1); ，其中的 &ptr1 是对指针变量 ptr1 做取地址操作。
第 12 行代码 printf("ptr1 address = %p\n", &(*ptr2)); ，其中的 (*ptr2) 是对指针变量 ptr2 做解引用操作，再对其做取地址操作，相当于直接对指针变量 ptr1 做取地址操作。
第 13 行代码 printf("ptr2 value = %p\n", ptr2); ，对指向指针的指针取值，直接用其变量名即可。
使用指针的指针来处理二维数组时，其对应内存的创建以及释放都需要使用循环：
（1）创建二维数组

int** vals = new int*[2];
for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
	vals[i] = new int[3]();
}

（2）释放二维数组的内存

int** vals = new int*[2];
for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
	vals[i] = new int[3]();
}

for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
	delete[] vals[i];		//注意 delete 一定要加上中括号 []
}

这里尤其注意 delete[] 的使用。