C++面试知识点汇总
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C++ 基礎
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new ,delete,new[],delete[],malloc,free之間的區別？
- new，delete與new[],delete[]區別在于前者管理的是單個元素空間，后者管理的是多個元素的連續空間；
- …pass
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什么是內存泄漏，如何避免？如何檢測？
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定義：內存泄漏是由于疏忽或錯誤程序未能釋放 不再使用的內存的情況。
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內存泄漏場景：
- 指針重新賦值時，忘記釋放之前管理的內存；
- 結構化對象成員中有動態分配內存塊，而卻先釋放了父塊，導致丟失了子塊控制權；
- 返回的是堆區域內存的指針，但是使用后沒有正確處理返回的指針；
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避免：
- 盡量避免在堆上分配內存；
- 善于利用RAII機制;
- 盡量不要使用裸指針，而是使用智能指針；
- 盡量使用STL容器替代，比如用string代替char*,vector代替int*等；
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檢測：
- 對象計數，構造++，析構–，看最終計數是否為0；
? 2.使用檢測庫或檢測工具，庫：比如win:crtdbg,linux:mcheck,工具：比如gperftools;
win32 一個進程最多可以開幾個線程，開多了會出現什么問題？
- 2^32=4GB，win32最大可用虛擬空間為2GB = 2^31左右，一個線程要1MB棧空間
- 8bit=1byte,1kb = 1024byte=2^10*8bit,1MB = 1024kb=2^20*8bit,1GB = 1024MB
- 1MB * 1024 * 2 = 2GB,所以最多可以開2048個線程
- 開多了會導致整個進程異常退出
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出現野指針有哪些情況，如何避免？
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野指針定義：指向非法內存地址的的指針，也叫懸掛指針；
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出現情況：
- 使用未初始化的指針；
- 指針指向對象已經消亡；
- 指針釋放后未置空；
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避免：
- 盡量避免使用指針，比如用引用代替；
- 定義時就初始化，初始化為一個對象地址或者nullptr;
- 對指針進行delete 或free后，將其賦值為nullptr;
指針相關：
- int(*p)[n]:（）優先級高，所以p是一個指針，指向int[n]的指針，也稱行指針；
行指針++就跨一行 - int* p[n]:指針數組，含有n個指針元素，常用來指向二維數組，
p[i][j] = *(p[i]+j)=*(*(p+i)+j)=*(p+i)[j]
c++ lambda表達式實現原理：
- 根據lambda表達式返回值為一個函數對象可知其實現為：生成一個lambda_xx 類，然后重載operator()
- 具體步驟為：
- 創建 lambda 類，實現構造函數，使用 lambda 表達式的函數體重載 operator()（ lambda 表達式 也叫匿名函數對象）
- 創建 lambda 對象
- 通過對象調用 operator()
編譯器如何區分重載函數的?
編譯成了不同的函數名，查看**生成的匯編代碼(g++ -S xx.s xx.cpp )**發現，
大概規則舉例：print(int x)->_xxprinti,print(int x,int y)->__xprintii
C++ 的多態機制？
- 靜態多態：函數重載，泛型編程（函數模板和類模板）；
- 動態多態：虛函數
什么是仿函數？
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通過重載operator()運算符使得class或struct對象可以像函數一樣調用，比如c++提供的less,greater等;
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函數指針雖然也可以將函數作為參數傳遞，但是不能滿足STL抽象性和積木性（和STL其他組件搭配）要求。
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調用方式：class_name()(args) or class_obj.operator()(args)
如果new的東西，用free釋放會怎么樣？free后再調用delete會怎么樣？
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如果new對象里面沒有再動態分配資源，則直接free也可以，不會有資源泄漏；
否則會存在資源泄漏，因為對象回收資源的的析構函數沒有被調用；
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free之后再調用delete會free兩次，程序直接Aborted;
自己實現一個String類
class String{public:String(const char* str=nullptr){m_size = str ? std::strlen(str) : 0;m_data = new char[m_size+1];if(m_size) std::strncpy(m_data,str,m_size);m_data[m_size] = '\0'; // 得分}String(const String& s){size_t len = s.size();this->m_data = new char[len+1];std::strncpy(this->m_data,s.m_data,len);m_size = len;this->m_data[m_size] = '\0';}String& operator= (const String& s){if(this == &s) return *this; // 得分this->m_size = s.size();delete[] m_data; // 得分this->m_data = new char[this->m_size];std::strncpy(this->m_data,s.m_data,m_size);this->m_data[m_size] = '\0';return *this;}String& operator+ (const String& s){int len = s.size();char* q = new char[this->m_size+len];std::strncpy(q,m_data,m_size);std::strncpy(q+m_size,s.m_data,len);this->m_size += len;q[m_size] = '\0';delete[] m_data; // 得分m_data = q;return *this;}friend std::ostream& operator<< (std::ostream& out,String& s){for(char* q = s.m_data; *q!='\0'; ++q){out<<(*q);}return out;}size_t size()const{return m_size;}~String(){delete[] m_data;}private:char* m_data;size_t m_size; };自己實現單例模式
// 懶漢模式：需要用時再加載（創建） class Object{public:static Object* getInstance(){if(nullptr == m_single){ // 只有m_single為空才加鎖，加鎖開銷很大，避免每次調用都加鎖std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);if(nullptr == m_single){m_single = new Object();}} return m_single;}private:Object(){}Object(const Object& rhs) = delete; // 禁止拷貝構造Object& operator=(const Object& rhs) = delete; // 禁止賦值構造static Object* m_single;std::mutex m_mutex;}; // 餓漢模式: 一開始就創建好實例 class Object{public:static Object* getInstance(){static Object m_single; // 一開始就創建好放到靜態存儲區，在c++11下線程安全return &m_single;}private:Object(){}Object(const Object& rhs) = delete; // 禁止拷貝構造Object& operator=(const Object& rhs) = delete; // 禁止賦值構造 };單例模式下，如何保證多線程模式下只有一個對象實例？
- 加鎖
- 提前生成，即使用餓漢模式
char ch[] = “hello” 和char* p = "hello"的區別，如果對兩者字符進行修改會怎么樣？
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char ch[]最后有一個字符串結束符‘\0’
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sizeof(ch) = strlen(ch)+1而sizeof(p) = 8 or 4
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char ch[]中字符串可以修改不會出現問題，而對p指向的字符串修改可能會出現問題，
ch存在棧區，p指向的字符串在常量區
為什么要字節對齊？字節不對齊會出現什么問題？
- 提高訪問效率，不對齊讀取數據時可能需要多訪問內存幾次
為什么x64 下指針占8字節，x64的尋址空間？
- x64地址總線有64條，尋址空間2^64，指針作用是指向一個地址（尋址空間中找一個地址），64bit = 8Bytes,
memset有虛函數的對象為0，會不會出現問題？
- 會，虛表指針被置空，導致無法調用到虛函數
簡述mp[1] 和 iter = mp.find(1)的區別，map的key有什么要求？
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下標操作符[],1不在mp中時會插入，而find(1),1不在時不會插入，只返回mp.end();
所以如果只是判斷某個數是否在mp中時盡量使用find
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map的key需要:
- 支持拷貝構造;
- 支持operator=;
- 可比較，即支持operator< (如果沒有operator<那么 map模板必須增加第三個模板參數)；
- 默認的構造函數。
map插入，查找時間復雜度？為什么map底層采用紅黑樹而不用普通AVL？ 紅黑樹插入和刪除最多需要幾次旋轉？
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logn
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map要做頻繁插入，由于普通AVL嚴格的平衡，一次插入需要調整需要很多次，而紅黑樹一次插入最多需要調整2次；
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插：最多調整2次，刪：最多調整3次；
C++中死鎖的危害很大，對避免死鎖有什么建議？
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避免多次鎖定：盡量避免同一線程對多個鎖進行鎖定；
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按相同的順序加鎖；
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使用定時鎖（破壞持有并等待條件）；
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提前進行死鎖檢測（銀行家算法）；
class A{…virtual… }, class B :A{…},B的內存布局是怎么樣的？
虛函數有什么缺點？作為基類，其析構函數一定要聲明為virtual?
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時間：調用需要通過虛表指針查虛表，時間上開銷更大；
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空間：由于有虛函數，所以類對象會有虛表指針，要更多內存開銷；
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安全：將基類強制轉換為子類，不可以直接訪問子類特有的虛函數，可通過虛表指針間接訪問；
不一定，如果不需要動態管理資源則基類析構可不聲明為virtual
虛函數和普通函數的區別?
- 虛函數動態編譯，運行期間進行綁定；而普通函數靜態編譯，在運行前就綁定好了（通過this指針進行綁定）。
簡述幾種xx_cast的作用。
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reinterpret_cast：重新解釋二進制碼，風險很高，比如不同類型指針之間的轉換，int與指針的轉換等；
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const_cast：const 轉為非const,volitale 轉為非volitale
（volitale表明所修飾變量是易變的，不要作讀取優化，每次都重新從內存中取）;
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static_cast：相當于傳統C語言的強制轉換，非多態的轉換，編譯時檢查，
但運行時沒有安全檢查，所以子類->父類絕對安全，而父類->子類是不安全的。
不能轉掉const,volitale,即不可將含這些關鍵字的轉換為不含這些關鍵字的類型；
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dynamic_cast：主要用途將父類指針或引用安全的轉換為子類指針或引用，它在運行期間借助RAII進行類型轉換，
強制轉換指針不成功返回空指針，強制轉換引用不成功拋出異常
你了解服務器的哪些架構？
引用是如何實現？何時使用引用？（引用和指針的區別）
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底層實現：可以根據使用場景進行推斷，聲明后必須初始化且之后不可修改為其他的引用，
根據這個特性可以推斷底層實現是常指針（type* const）,
但sizeof(引用)是所引用對象的大小（引用是對象的別名）；
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應用： 函數傳參，減少大數據結構的拷貝；為什么要有引用？很多場合可以代替指針，提高可讀性和實用性；
說說C++的多態
- 靜態多態：重載（形參類型，個數，和返回值類型沒有關系），泛型編程（類模板，模板函數）
- 動態多態：虛函數
虛函數，一個類可以有多個虛函數表嗎？
- 可以，對于多繼承可能存在多個虛函數表（多個虛表指針）
說一下程序的編譯成可執行文件的過程
- 預處理（替換宏定義等），編譯（高級語言轉換為匯編代碼）匯編（匯編碼轉換為機器碼），鏈接
C++ STL構成：
- 容器
- 迭代器
- 適配器
- 分配器
- 算法
- 函數對象（仿函數）
你常用的stl容器，vector的擴容機制，清除里面的內容內存會釋放嗎？
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stl容器分為順序容器：
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vector:擴容機制根據實現而異，通常為2倍/1.5倍。clear不會釋放內存；
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deque,
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list(雙向鏈表),
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forward_list（單向鏈表）,
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array,
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string
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關聯容器：
- map
- set
- multimap
- multiset
- unordered_map
- unordered_set
- unordered_multimap
- unordered_multiset
stack屬于容器適配器；
map和unordered_map的區別，以及它們的查詢復雜度:
- map底層紅黑樹（比常規AVL更適合插入修改密集型任務）,查詢時間復雜度O(NlogN)；
- unordered_map底層采用hash,查詢時間復雜度為常數復雜度
虛函數和普通函數的區別：
- 虛函數運行時多態，而普通函數是靜態編譯，沒有運行時多態；
計算機網絡
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tcp如何保證可靠性？
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校驗和：由tcp偽首部（12byte），tcp首部，tcp數據 三部分組成;
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序列號和確認應答;
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超時重傳：時限略大于1個RTT(往返時間);
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流量控制：滑動窗口機制;
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擁塞控制：利用擁塞窗口以不加重網絡負擔：慢啟動（之后指數增大），擁塞避免（之后線性增大），快重傳，快恢復;
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連接管理：三次握手，四次揮手；
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簡述tcp/ip模型，并說明各層常用的協議
osi七層：
- 應用層：
- 表示層：
- 會話層：
- 傳輸層：
- 網絡層：
- 數據鏈路層：
- 物理層：
tcp/ip:
- 該模型意味著tcp和ip協同工作；
- tcp協議在傳輸層，負責應用軟件和網絡軟件之間的通信；
- ip協議在網絡層，負責計算機之間的通信；
tcp/ip模型4層：
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應用層（osi前三層組合）：HTTP,FTP,DNS
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傳輸層：TCP,UDP
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網絡層：ARP,ICMP
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網絡接口層(osi最后兩層組合)：MAC,VLAN
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ip地址(最小)占幾個字節
- ipv4由32為二進制表示，每32/8 = 4bytes
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accept發生在三次握手哪個階段？
- 第三次握手階段accept返回
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tcp和udp的區別，還有應用場景：
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tcp面向連接的，面向字節流的，可靠的，點對點，有流量控制和擁塞控制（慢啟動，擁塞避免，快重傳，快恢復），
首部20字節；應用：文件傳輸，重要狀態更新；
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udp是面向數據報，不可靠的，支持一對一，多對多，一對多，沒有擁塞控制，首部開銷8字節；應用：視頻傳輸，
實時通信；
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tcp的四次揮手過程？
- pass
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了解tcp的滑動窗口？
窗口：無需確認包的情況下一次性可以發送的最大數據包數量；
滑動窗口機制用于流量控制，有發送窗口和接收窗口，初始窗口大小根據帶寬而定，后面根據收發情況動態調整窗口大小
數據結構和算法
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如何判斷一點在線段的左邊還是右邊或者線上，如果在左邊返回true,否則返回false.
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計算向量之間叉積：
- 大于0 : 左側
- 小于0：右側
- 等于0：線上
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字符串匹配（手寫KMP，并分析復雜度）
// 時間復雜度： O（M+N） void getNext(const char* p,int* next){// 模式串p(需要匹配的)int i = 1;int j = 0;int len = strlen(p);next[0] = 0;while(i < len){if(p[i] == p[j]){next[i++] = ++j;}else{j > 0 ? j = next[j-1] : next[i++] = 0;}} } int kmp(const char* s,const char* p){// s中找pint i = 0;int j = 0;int lens = strlen(s);int lenp = strlen(p);while(i < lens){if(s[i] == p[j]){++i;++j;}else{j > 0 ? j = next[j-1] : i++;}if(j == lenp){return i-lenp; //匹配一個// 若多個: j = next[j-1];}}return j == lenp ? (i-lenp) : -1; } -
快排思路
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對排序的穩定性是如何理解？ 快排穩定嗎？
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進制轉換：10->8,10->7
- 除余法
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刪除鏈表中指定元素(需要避免內存泄漏)
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遍歷，同時記錄前驅結點pre，遇到目標元素now，pre->next=now->next,delete 結點時需要注意；
struc Node{Node():val(0),next(nullptr){}int val;Node* next; }; Node* deleteNode(Node* head,int val){Node* new_head = new Node();new_head->next = head;Node* pre = new_head;Node* now = head;Node* del = nullptr;while(now){if(now->val==val){pre->next = now->next;del = now;now = now->next;delete del;}else{pre = now;now = now->next; }}head = new_head->next;delete new_head;return head; }
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TopK問題以及時間復雜度
- 快速選擇，O(N)
- 維護大小為k的堆，O(NlogK)
- 如果有多臺機器，分治法
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如何解決hash碰撞：
- 鏈地址法
- 開放地址法（線性探測，二次方探測）
- 再hash法
- 建立公共溢出區（溢出區再沖突可以結合其他解決hash碰撞的方法）
操作系統
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什么是死鎖，舉個簡單例子，死鎖條件？如何避免？
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定義：多個進程因為爭奪資源而造成的一種僵局，各自都無法往下推進；
比如進程A,B,資源C,D,A持有了C還想要D，B持有了D還想要C;
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條件：
- 互斥
- 不可剝奪
- 持有并保持
- 循環等待
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避免：
- 按相同的順序加鎖
- 一定時間內沒有獲取到其他鎖，釋放已有的鎖（定時鎖）
- 提前檢測死鎖（銀行家算法）
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簡述消費者和生產者模型和讀寫者模型，并簡述它們的區別；
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生產者和消費者一段時間內共用一段內存（緩沖區），生：放，消：取；無數據：消費者阻塞，數據滿：生產者阻塞；
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區別：
- 讀寫者模型出現了讀者共享的關系，而生產者和消費者模型只有互斥和同步關系（生與消：互斥和同步；生和生，消與消：互斥）；
- 讀者不會使得緩沖區改變；
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線程通信方式，如何保證數據一致性？
通信方式：
- 全局變量
- 信號機制
同步：
? 臨界區：通過多線程的串行化來訪問公共資源或一段代碼，速度快，適合控制數據訪問；
? 互斥量Synchronized/Lock：采用互斥對象機制，只有擁有互斥對象的線程才有訪問公共資源的權限。因為互斥對象只有一個，所以可以保證公共資源不會被多個線程同時訪問
? 信號量Semphare：為控制具有有限數量的用戶資源而設計的，它允許多個線程在同一時刻去訪問同一個資源，但一般需要限制同一時刻訪問此資源的最大線程數目。
? 事件(信號)，Wait/Notify：通過通知操作的方式來保持多線程同步，還可以方便的實現多線程優先級的比較操作；
進程的通信方式：
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管道（PIPE和命名管道FIFO）
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系統IPC(inter-process communication):
- 消息隊列
- 信號量
- 信號
- 共享內存
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Socket通信
線程同步和異步
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同步：多個線程訪問同一資源，當資源互斥時，其他線程盲目等待；
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異步：多個線性訪問互斥資源時，不盲目等待先去干其他事情；
阻塞和非阻塞
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阻塞：會掛起線程（盲目）
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非阻塞：不會掛起線程（不盲目）
數據庫
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什么是主鍵？什么是索引？如何使用索引？索引適用于什么場景？
ref1:【面試】面試常問之數據庫索引
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主鍵：能夠唯一標識表中一條記錄的最小屬性集（候選碼中選一個）
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索引：是數據庫對表中一列或多列進行排序的結構，便于快速找到數據；
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使用：
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創建：
way1: create index_type index_name on table_name(column_name_tuple)
way2: alter table table_name add index_type index_name(column_name_tuple)
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刪除：drop index index_name on table_name
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查詢：show index from table_name
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適用場景：頻繁查詢，較少增加，刪除，修改的情況（因為維護索引開銷大）；
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索引的種類（ref2:什么是數據庫索引）：
大類：
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聚簇索引（將數據存儲與索引放到了一塊，一個表只能有一個聚簇索引，聚簇索引默認為主鍵）：
在數據庫中，表中數據會按主鍵排序；
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非聚簇索引（輔助索引）：給普通字段加上索引，查找時：類似于先找目錄再找頁碼；
小類：
- 普通索引和唯一索引
- 單值索引和復合索引
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寫sql:
- 不能使用min,查找char表中age最小的記錄
- 查找table（ID,Name）中具有2個以上ID的Name(即一個Name有2+個ID)
- 查找info表中interest中含有football的用戶
- 查找info表中interest中含有football并且age小于30的用戶
- 查找info表中用戶平均年齡
- 查找ipinfo中相同ip中datetime最大的信息
python
- 有哪些方式class 中某個屬性的值？
- 正則匹配
其他
- 你覺得你的優勢是什么？優點？缺點？
- 你覺得你在哪方面會讓別人眼前一亮？即你擅長什么？
- 實習遇到什么困難？
總結
以上是生活随笔為你收集整理的C++面试知识点汇总的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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