[C++知识库]C++总结（1）

C++面经总结
1.C++语言的特点
1.1面向对象class（封装、继承、多态）。
**封装：**将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行 交互
**继承：**使用现有类的所有功能，并对这些功能进行扩展。
**多态:**父类指针指向其子类的实例，然后通过父类的指针调用实际子类的成员函数。实现多态，有二种方式，重写，重载。（继承+多态两大特性的实际应用点 虚函数，纯虚函数）

1.2运行速度快，仅比汇编慢15%左右。

1.3增加了const常量 、引用（指针起别名，实质为常量指针）、四类转换（static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast）、智能指针、try-catch等。
const常量：
**const:**一般用于约束某个值或某个指针不可改变，或者放在成员函数后，定义成const的成员函数，一旦企图修改数据成员的值，则编译器按错误处理

static_cast<class *>(object);
**static_cast:**类型转换，任何具有明确定义且不包含底层const的都可以转换。
**dynamic_cast:**在静态转换的基础上进行了类型识别，一般用于父类与子类之间的类型转换。（更加安全）
**const_cast:**改变运算对象的底层const(去掉const性质)
**reinterpret_cast:**运算对象的位模式提供较低层次重新解释。
一般情况下建议使用static_cast 与dynamic_cast即可

智能指针(建议初始化方式：shared_ptr（auto）p = make_shared (0))
智能指针的作用：使用指针时更加安全，智能指针会自动帮你delete 指针，无需程序员手动delete
shared_ptr：多个指针指向同一个对象
unique_ptr:独占所指向的对象 。指针销毁时，指向的对象一并销毁
weak_ptr:指向shared_ptr所管理的对象 （弱引用）。shared_ptr的副手
auto_ptr:部分unique_ptr的特性，不建议使用
当智能指针绑定普通指针后，内存的管理责任直接交给shared_ptr。

try_catch:程序报错时使用。若异常未被捕获，将终止当前的程序。

1.4引入模板的概念(经典应用STL，Standard Template Library)。
for(vector::iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it)
STL库:容器，算法，迭代器
容器： 容器是用来管理某一类对象的集合。C++ 提供了各种不同类型的容器，比如 deque、list、vector、map 等。
算法：swap及其他排序算法，算法作用于容器
迭代器：容器与算法之间的中间部件，迭代器用于遍历对象集合的元素。这些集合可能是容器，也可能是容器的子集。

1.5c++11新特性
后续详细介绍这些特点…

2.C++中 struct 和 class 的区别
struct 一般用于描述一个数据结构集合，而 class 是对一个对象数据的封装
struct 中默认的访问控制权限是 public 的，而 class 中默认的访问控制权限是 private 的

struct 默认是公有继承，而 class 是私有继承
class 关键字可以用于定义模板参数，就像 typename，而 struct 不能用于定义模板参数

3.导入C函数的关键字是什么(extern c)，C++编译时和C有什么不同**
extern "C"的主要作用就是为了能够正确实现C++代码调用其他C语言代码。加上extern "C"后，会指示编译器这部分代码按C语言的进行编译，而不是C++的。

C++支持函数重载，编译函数的过程中会将函数的参数类型加到编译后的代码中，而不仅仅是函数名；C语言不支持函数重载，因此编译C语言代码的函数一般只包括函数名。

4.C++从代码到可执行二进制文件
预编译、编译、汇编、链接
预编译：过滤所有的注释，#define删除，生成汇编代码
汇编：汇编代码转变成机器可以执行的指令（01001)。
链接：将不同的源文件产生的目标文件进行链接，从而形成一个可以执行的程序。
静态链接（库）：windows下是lib文件,调用需.h和.lib文件 Linux下以.a为后缀。
动态链接（库）：windows下是dll文件 ，调用需.h .lib .dll 文件。 Linux下以.so为后缀。

5.static关键字的作用
定义全局静态变量和局部静态变量：在变量前面加上static关键字。初始化的静态变量会在数据段分配内存，未初始化的静态变量会在BSS（静态内存分配)段分配内存
C++标准规定：全局或静态对象当且仅当对象首次用到时才进行构造。

static用在函数前（0就可以直接通过类的作用域的方式来调用，无需对类进行实例化后再调用。

6.数组和指针的区别
使用时可将一维数组与指针等同看待，二维指针与指针的指针等同。
（1）数组：数组是用于储存多个相同类型数据的集合。 数组名是首元素的地址。
（2）指针：指针相当于一个变量，但是它和不同变量不一样，它存放的是其它变量在内存中的地址。 指针名指向了内存的首地址。

赋值：同类型指针变量可以相互赋值；数组不行，只能一个一个元素的赋值或拷贝
数组在内存中是连续存放的，开辟一块连续的内存空间。而指针的存储空间不能确定

7.什么是函数指针，如何定义函数指针，有什么使用场景
函数指针就是指向函数的指针变量。每一个函数都有一个入口地址，该入口地址就是函数指针所指向的地址。
int func(int a);
int (*f)(int a);
f = &func;
数指针的应用场景：回调（callback）。我们调用别人提供的 API函数(Application Programming Interface,应用程序编程接口)，称为Call；如果别人的库里面调用我们的函数，就叫Callback。

8.什么是野指针，怎么产生的，如何避免？
指针指向的位置是不可知的
释放内存后指针不及时置空（野指针），依然指向了该内存，那么可能出现非法访问的错误

9.静态局部变量，全局变量，局部变量的特点，以及使用场景
全局变量：全局作用域，可以通过extern作用于其他非定义的源文件。
静态全局变量 ：全局作用域+文件作用域，所以无法在其他文件中使用。
局部变量：局部作用域，比如函数的参数，函数内的局部变量等等。
静态局部变量 ：局部作用域，只被初始化一次，直到程序结束。

10.内联函数和宏函数的区别
宏定义是没有类型检查的，内联函数在编译的时候会进行类型的检查
宏定义不是函数，但是使用起来像函数，预处理器用复制宏代码的方式代替函数的调用
内联函数在调用时，是将调用表达式用内联函数体来替换。避免函数调用的开销

11.new和malloc的区别，各自底层实现原理。
new是操作符，而malloc是函数。
new在调用的时候先分配内存，在调用构造函数，释放的时候调用析构函数；而malloc没有构造函数和析构函数。
malloc需要给定申请内存的大小；new会调用构造函数，不用指定内存的大小。

12.const和define的区别
const定义的常量需要额外的内存空间；define定义的常量，并不会存放在内存中。
const定义的常量是带类型的；define定义的常量不带类型。因此define定义的常量不利于类型检查。

**13.C++中函数指针和指针函数的区别。int (f)(int a); int fun(int x,int y);
指针函数本质是一个函数，其返回值为指针。 函数指针本质是一个指针，其指向一个函数。

13 C++有几种传值方式，之间的区别是什么？ 值传递、引用传递、指针传递

14c++内存分配
堆和栈: 栈由操作系统自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等；堆由程序员分配释放。
C++的内存管理: 堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区
自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，和堆是十分相似的，不过是用free来结束自己的生命。
全局/静态存储区，全局变量和静态变量被分配到同一块内存中
常量存储区，这是一块比较特殊的存储区，里面存放的是常量，不允许修改。

15.内存泄露及解决办法
申请了一块内存空间，使用完毕后没有释放掉。（1）new和malloc申请资源使用后，没有用delete和free释放；（2）子类继承父类时，父类析构函数不是虚函数

16.内存对齐？
为了使CPU能够对变量进行快速的访问（提高CPU访问数据的效率问题），变量的起始地址应该具有某些特性，即所谓的“对齐”，比如4字节的int型，其起始地址应该位于4字节的边界上，即起始地址能够被4整除，也即“对齐”跟数据在内存中的位置有关。