C++ 常见面试题

1. C++ 内存分区

C++ 内存分为：堆区、栈区、全局区/静态区、字符串常量和代码区。

• 栈区：由系统进行内存的管理。主要存放函数的参数以及局部变量。栈区由系统进行内存管理，在函数完成执行，系统自行释放栈区内存，不需要用户管理。整个程序的栈区的大小可以在编译器中由用户自行设定，默认的栈区大小为 3M。
• 全局/静态区：全局、静态数据存放在一起，初始化的全局变量和静态变量是在一起的，未初始化的全局变量和静态变量是在相邻的空间的。全局变量和静态全局变量的存储方式是一致的，但是其区别在于，全局变量在整个源代码中都可以使用，而静态全局变量只能在当前文件中有效。比如我们的一个程序有5个文件，那么某个文件中申请了静态全局变量，这个静态全局变量只能在当前文件中使用，其它四个文件均不可以使用。而某个文件中申请了全局变量，那么其它四个文件都可以使用该全局变量（只需要通过关键字 extern 申请以下就可以了）。事实上 static 改变了变量的作用范围。
• 字符串常量区：存放字符串常量，程序结束后，由系统进行释放。比如我们定义 char *p = "Hello World"，这里的 "Hello World" 就是在字符串常量中，最终系统会自动释放。
• 代码区：存放程序体的二进制代码。比如我们写的函数，都是在代码区的。
• 堆区：由用户手动申请，手动释放。在 C 中使用 malloc，在 C++ 中使用 new（当然 C++ 中也可以使用 malloc）。

 

2. 类各种成员变量初始化规则

• const static 数据成员可以在类内初始化（即类内声明的同时初始化），也可以在类外，即类的实现文件中初始化；不能在构造函数中初始化，也不能在构造函数的初始化列表中初始化；
  
• static non-const 数据成员只能在类外，即类的实现文件中初始化；不能在构造函数中初始化，也不能在构造函数的初始化列表中初始化；
• 非静态的常量数据成员不能在类内初始化，也不能在构造函数中初始化，只能且必须在构造函数的初始化列表中初始化；
• 非静态的非常量数据成员不能在类内初始化，可以在构造函数中初始化，也可以在构造函数的初始化列表中初始化。

  其实，C++11 中非静态的数据成员（常量或非常量），也可以在类内直接初始化，相当于赋值给它一个默认值。

#include <iostream>

class X {
  int a = 1234;
public:
  X() = default;
  X(int z) : a(z) {}

  friend std::ostream& operator<<(std::ostream &os, X const &x) {
    return os << x.a;
  }
};

int main() {
  X x;
  X y(5678);
  std::cout << x << "\n" << y;
  return 0;
}

 

3. 什么类型必须通过初始化列表来初始化？

• 类成员为 const 类型
  
• 类成员为引用类型
• 类成员为没有默认构造函数的类类型
• 如果类存在继承关系，派生类必须在其初始化列表中调用基类的构造函数。

 

4.  C++ 中引用占不占内存？

该问题站在 C++ 程序员的角度与站在编译器开发者的角度来看是不一样的。从 C++ 的角度来说，引用本身不会为变量开辟新的存储空间，引用只是为实际对象起了一个别名。从编译的角度来看，C++ 编译器对引用的处理与对指针的处理是相同的，均是为变量分配一个对应的内存空间。所以，站在编译器开发者的角度来看，在编译器中要实现引用就必须要为引用变量分配一个内存空间。

 

5. const 成员函数

• const 成员函数可以访问非 const 对象的非 const 数据成员、const 数据成员，也可以访问 const 对象内的所有数据成员；
• 非 const 成员函数可以访问非 const 对象的非 const 数据成员、const 数据成员，但不可以访问 const 对象的任意数据成员；
• 作为一种良好的编程风格，在声明一个成员函数时，若该成员函数并不对数据成员进行修改操作，应尽可能将该成员函数声明为 const 成员函数。