C++面试常见题目问与答(汇总二)

上一次已经谢了一些东西了，感觉总结的差不多了，这一期主要是上一期的查漏补缺。主要是侧重回答一些比较重一些的问题，比如智能指针、RAII机制还有最长被问到的C++的多态。
首先是智能指针。

1.智能指针

上一期介绍一下智能指针在用法的上要注意的部分，这次主要介绍一下为什么。
这里要提及的首先有三点：

• shared_ptr是原始指针大小的两倍。
• 引用计数的内存必须被动态分配
• 引用计数的改变（increments and decrements）必须是原子的

使用如下代码：

#include <memory>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int *rpw = new int(12);
    {
        shared_ptr<int> isptr1(rpw);
        cout << sizeof(rpw) << endl;
        cout << sizeof(isptr1) << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

在32bit的电脑上可以得到结果：

明显看到验证了第一条。为什么会是两倍具体原因后面会分析

与unique_ptr类似，shared_ptr使用delete作为默认的资源析构函数，但是也可以使用用户自己提供的删除函数(deleter)。不过与unique_ptr不同的是，（unique_ptr的deleter是unique_ptr的类型的一部分）shared_ptr的deleter的类型不再是shared_ptr的类型的一部分。如下示例：

    auto del1 = [](int *p) {
        cout << "del1" << endl;
        delete p;
    };
    auto del2 = [](int *p) {
        cout << "del2" << endl;
        delete p;
    };
    shared_ptr<int> isptr1(new int(12), del1);
    shared_ptr<int> isptr2(new int(10), del2);
    vector<shared_ptr<int>> vsptr{ isptr1,isptr2 };

这里的isptr1和isptr2的类型是一样的，而对于unique_ptr则不同：

    auto del1 = [](int *p) {
        cout << "del1" << endl;
        delete p;
    };
    auto del2 = [](int *p) {
        cout << "del2" << endl;
        delete p;
    };
    unique_ptr<int, decltype(del1)> iuptr1(new int(12), del1);
    unique_ptr<int, decltype(del2)> iuptr2(new int(10), del2);

这里的iuptr1和iuptr2是两种不同的类型。
回到上面的分析中，为什么shared_ptr的大小是raw pointer的两倍的呢？原因主要是在shared_ptr的内部不只有一个类似原始指针的指向object的指针，还有一个指向Control Block的指针：

如上所示，清晰的看到shared_ptr的sizeof返回值应该是2个指针的大小，其中一个指针指向需要指向的object，另外一个指针指向Control Block。Control Block中包含了对这个shared_ptr控制所必需的一些信息，包括引用计数Reference Count、Weak Count、以及在Other Data中会存放用户指定的deleter函数，分配器（allocator）等。所以从shared_ptr的开销角度来说，接下主要是讨论Control Block的创建已经创建带来的问题和Control Block的开销。
一般来说在三种情况下会创建Control Block

• 通过raw pointer创建shared_ptr的时候
• 通过make_shared创建shared_ptr的时候
• 通过unique_ptr转化创建shared_ptr的时候

上面三种情况都会创建Control Block，但是问题就出在这个Control Block上，稍后讨论该部分的开销。如果使用同一个raw pointer创建shared_ptr就会出现两个不同的shared_ptr指向同一个raw pointer指向的资源，但是有两个不同的Control Block，当一个的引用计数为0的时候，就会调用deleter释放该资源，那么当另一个shared_ptr也要释放该资源的时候就会发生释放已经被释放的资源的错误，如下所示：

    int *rpw = new int(12);
    {
        shared_ptr<int> isptr1(rpw);
        shared_ptr<int> isptr2(rpw);
    }

显然这种错误是致命的，因为有可能是发生在析构函数中，接下来还会导致资源泄漏，原本我们是为了防止资源泄漏的。所以，这里建议尽我们在使用shared_ptr的时候应当避免使用raw pointer创建shared_ptr，也就是尽量避免。

2.详解RAII：RAII是什么？有什么用？怎么用？

RAII是Resource Acquisition Is Initialization的缩写，也有人称其为“资源获取就是初始化”，是C++语言的一种管理资源、避免泄漏的惯用法。C++标准保证任何情况下，已构造的对象最终会销毁，即它的析构函数最终会被调用。简单的说，RAII 的做法是使用一个对象，在其构造时获取资源，在对象生命期控制对资源的访问使之始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源。
（稍后补全）