C++面试题（三）

1、程序有哪些section，分别的作用？程序启动的过程？怎么判断数据分配在栈上还是堆上？

如上图，从低地址到高地址，一个程序由代码段、数据段、 BSS 段组成。

\1. 数据段：存放程序中已初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域。

\2. 代码段：存放程序执行代码的一块内存区域。只读，代码段的头部还会包含一些只读的常数变量。

\3. BSS 段：存放程序中未初始化的全局变量和静态变量的一块内存区域。

\4. 可执行程序在运行时又会多出两个区域：堆区和栈区。

堆区：动态申请内存用。堆从低地址向高地址增长。

栈区：存储局部变量、函数参数值。栈从高地址向低地址增长。是一块连续的空间。

2、程序启动的过程：

\1. 操作系统首先创建相应的进程并分配私有的进程空间，然后操作系统的加载器负责把可执行文件的数据段和代码段映射到进程的虚拟内存空间中。

\2. 加载器读入可执行程序的导入符号表，根据这些符号表可以查找出该可执行程序的所有依赖的动态链接库。

\3. 加载器针对该程序的每一个动态链接库调用LoadLibrary

（1）查找对应的动态库文件，加载器为该动态链接库确定一个合适的基地址。

（2）加载器读取该动态链接库的导入符号表和导出符号表，比较应用程序要求的导入符号是否匹配该库的导出符号。

（3）针对该库的导入符号表，查找对应的依赖的动态链接库，如有跳转，则跳到3

（4）调用该动态链接库的初始化函数

\4. 初始化应用程序的全局变量，对于全局对象自动调用构造函数。

\5. 进入应用程序入口点函数开始执行。

*3、怎么判断数据分配在栈上还是堆上：

首先局部变量分配在栈上；而通过malloc和new申请的空间是在堆上。

初始化为0的全局变量在bss还是data？

BSS段通常是指用来存放程序中未初始化的或者初始化为0的全局变量和静态变量的一块内存区域。特点是可读写的，在程序执行之前BSS段会自动清0。

4、简述C++中内存对齐的使用场景

内存对齐应用于三种数据类型中：struct/class/union

struct/class/union内存对齐原则有四个：

\1. 数据成员对齐规则：结构(struct)或联合(union)的数据成员，第一个数据成员放在offset为0的地方，以后每个数据成员存储的起始位置要从该成员大小或者成员的子成员大小的整数倍开始。

\2. 结构体作为成员:如果一个结构里有某些结构体成员,则结构体成员要从其内部"最宽基本类型成员"的整数倍地址开始存储。(struct a里存有struct b,b里有char,int ,double等元素,那b应该从8的整数倍开始存储)。

\3. 收尾工作:结构体的总大小，也就是sizeof的结果，必须是其内部最大成员的"最宽基本类型成员"的整数倍。不足的要补齐。(基本类型不包括struct/class/uinon)。

\4. sizeof(union)，以结构里面size最大元素为union的size，因为在某一时刻，union只有一个成员真正存储于该地址。

什么是内存对齐？

那么什么是字节对齐？在C语言中，结构体是一种复合数据类型，其构成元素既可以是基本数据类型（如int、long、float等）的变量，也可以是一些复合数据类型（如数组、结构体、联合体等）的数据单元。在结构体中，编译器为结构体的每个成员按其自然边界（alignment）分配空间。各个成员按照它们被声明的顺序在内存中顺序存储，第一个成员的地址和整个结构体的地址相同。

为了使CPU能够对变量进行快速的访问，变量的起始地址应该具有某些特性，即所谓的“对齐”比如4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。如果一个变量的内存地址正好位于它长度的整数倍，他就被称做自然对齐。

为什么要字节对齐？

为了快速准确的访问，若没有字节对齐则会出现多次访问浪费时间。

举例说明（定义一个char 和 int型数据不按照字节对齐存储的情况需要多次访问）