C++面经(1)：基本语言
1. 说一下C++和C的区别
设计思想上：
C++是面向对象的语言，而C是面向过程的结构化编程语言
语法上：
C++具有封装、继承和多态三种特性
C++相比C，增加多许多类型安全的功能，比如强制类型转换、
C++支持范式编程，比如模板类、函数模板等
2. 请说一下static的作用
1. 全局静态变量
在全局变量前加上关键字static，全局变量就定义成一个全局静态变量。
静态存储区：在整个程序运行期间一直存在。
初始化：未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显式初始化）。
作用域：全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的，准确地说是从定义之处开始，到文件结尾。
2. 局部静态变量
在局部变量之前加上关键字static，局部变量就成为一个局部静态变量。
内存中的位置：静态存储区。
初始化：未经初始化的全局静态变量会被自动初始化为0（自动对象的值是任意的，除非他被显式初始化）。
作用域：作用域仍为局部作用域，当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域结束。但是当局部静态变量离开作用域后，并没有销毁，而是仍然驻留在内存当中，只不过我们不能再对它进行访问，直到该函数再次被调用，并且值不变。
3. 静态函数
在函数返回类型前加static，函数就定义为静态函数。函数的定义和声明在默认情况下都是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用。
函数的实现使用static修饰，那么这个函数只可在本cpp内使用，不会同其他cpp中的同名函数引起冲突。
warning：不要再头文件中声明static的全局函数，不要在cpp内声明非static的全局函数，如果你要在多个cpp中复用该函数，就把它的声明提到头文件里去，否则cpp内部声明需加上static修饰。
4. 类的静态成员
在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，并且使用静态数据成员还不会破坏隐藏的原则，即保证了安全性。因此，静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象的成员。对多个对象来说，静态数据成员只存储一处，供所有对象共用。
5. 类的静态函数
静态成员函数和静态数据成员一样，它们都属于类的静态成员，它们都不是对象成员。因此，对静态成员的引用不需要用对象名。
在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员（这点非常重要）。如果静态成员函数中要引用非静态成员时，可通过对象来引用。从中可看出，调用静态成员函数使用如下格式：<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>);
（21/10/25补充）：
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加了static关键字的全局变量只能在本文件中使用。例如在a.c中定义了static int a=10;那么在b.c中用extern int a是拿不到a的值得，a的作用域只在a.c中。
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static定义的静态局部变量分配在数据段上，普通的局部变量分配在栈上，会因为函数栈帧的释放而被释放掉。
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对一个类中成员变量和成员函数来说，加了static关键字，则此变量/函数就没有了this指针了，必须通过类名才能访问
3. 请说一下C/C++ 中指针和引用的区别？
定义：
1、引用：
C++是C语言的继承，它可进行过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计。引用就是C++对C语言的重要扩充。引用就是某一变量的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。引用的声明方法：类型标识符 &引用名=目标变量名；引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似，只是用&代替了*。
2、指针：
指针利用地址，它的值直接指向存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
区别
1.指针有自己的一块空间，而引用只是一个别名；
2.使用sizeof看一个指针的大小是4，而引用则是被引用对象的大小；
3.指针可以被初始化为NULL，而引用必须被初始化且必须是一个已有对象 的引用；
4.作为参数传递时，指针需要被解引用才可以对对象进行操作，而直接对引 用的修改都会改变引用所指向的对象；
5.可以有const指针，但是没有const引用；
6.指针在使用中可以指向其它对象，但是引用只能是一个对象的引用，不能 被改变；
7.指针可以有多级指针（**p），而引用至于一级；
8.指针和引用使用++运算符的意义不一样；
9.如果返回动态内存分配的对象或者内存，必须使用指针，引用可能引起内存泄露。
4. 请回答一下数组和指针的区别
| 指针 | 数组 |
|---|---|
| 保存数据的地址 | 保存数据 |
| 间接访问数据，首先获得指针的内容，然后将其作为地址，从该地址中提取数据 | 直接访问数据， |
| 通常用于动态的数据结构 | 通常用于固定数目且数据类型相同的元素 |
| 通过Malloc分配内存，free释放内存 | 隐式的分配和删除 |
| 通常指向匿名数据，操作匿名函数 | 自身即为数据名 |
5. 请你回答一下野指针是什么？
野指针就是指向一个已删除的对象或者未申请访问受限内存区域的指针
6. 请你回答一下为什么析构函数必须是虚函数？为什么C++默认的析构函数不是虚函数 考点:虚函数 析构函数
将可能会被继承的父类的析构函数设置为虚函数，可以保证当我们new一个子类，然后使用基类指针指向该子类对象，释放基类指针时可以释放掉子类的空间，防止内存泄漏。
C++默认的析构函数不是虚函数是因为虚函数需要额外的虚函数表和虚表指针，占用额外的内存。而对于不会被继承的类来说，其析构函数如果是虚函数，就会浪费内存。因此C++默认的析构函数不是虚函数，而是只有当需要当作父类时，设置为虚函数。
7. 请你来说一下函数指针
1、定义
函数指针是指向函数的指针变量。
函数指针本身首先是一个指针变量，该指针变量指向一个具体的函数。这正如用指针变量可指向整型变量、字符型、数组一样，这里是指向函数。
C在编译时，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。有了指向函数的指针变量后，可用该指针变量调用函数，就如同用指针变量可引用其他类型变量一样，在这些概念上是大体一致的。
2、用途：
调用函数和做函数的参数，比如回调函数。
3、示例：
char * fun(char * p) {…} // 函数fun
char * (*pf)(char * p); // 函数指针pf
pf = fun; // 函数指针pf指向函数fun
pf(p); // 通过函数指针pf调用函数fun
8. 请你来说一下C++中析构函数的作用
析构函数与构造函数对应，当对象结束其生命周期，如对象所在的函数已调用完毕时，系统会自动执行析构函数。
析构函数名也应与类名相同，只是在函数名前面加一个位取反符，例如stud( )，以区别于构造函数。它不能带任何参数，也没有返回值（包括void类型）。只能有一个析构函数，不能重载。
如果用户没有编写析构函数，编译系统会自动生成一个缺省的析构函数（即使自定义了析构函数，编译器也总是会为我们合成一个析构函数，并且如果自定义了析构函数，编译器在执行时会先调用自定义的析构函数再调用合成的析构函数），它也不进行任何操作。所以许多简单的类中没有用显式的析构函数。
如果一个类中有指针，且在使用的过程中动态的申请了内存，那么最好显示构造析构函数在销毁类之前，释放掉申请的内存空间，避免内存泄漏。
类析构顺序：1）派生类本身的析构函数；2）对象成员析构函数；3）基类析构函数。
9. 请你来说一下静态函数和虚函数的区别
静态函数在编译的时候就已经确定运行时机，虚函数在运行的时候动态绑定。虚函数因为用了虚函数表机制，调用的时候会增加一次内存开销
10. 请你来说一说重载和覆盖
- 重写/覆盖：派生类中与基类同返回值类型、同名和同参数的虚函数重定义，构成虚函数覆盖，也叫虚函数重写。
- 重载：同一作用域中，同名函数的形式参数（参数个数、类型或者顺序）不同时，构成函数重载。
- 隐藏：不同作用域中，定义的同名函数构成隐藏（不要求函数返回值和函数参数类型相同）。（派生类中与基类同返回值类型、同名和同参数的非虚函数也构成隐藏。）
11. 请你来回答一下++i和i++的区别
++i先自增1，再返回i，i++先返回i,再自增1
1. ++i 实现：
int& int::operator++（）
{
*this +=1；
return *this；
}
2. i++ 实现：
const int int::operator（int）
{
int oldValue = *this；
++（*this）；
return oldValue；
}
12. 请你说一说你理解的虚函数和多态
多态的实现主要分为静态多态和动态多态，静态多态主要是重载，在编译的时候就已经确定；动态多态是用虚函数机制实现的，在运行期间动态绑定。举个例子：一个父类类型的指针指向一个子类对象时候，使用父类的指针去调用子类中重写了的父类中的虚函数的时候，会调用子类重写过后的函数，在父类中声明为加了virtual关键字的函数，在子类中重写时候不需要加virtual也是虚函数。
虚函数的实现：在有虚函数的类中，类的最开始部分是一个虚函数表的指针，这个指针指向一个虚函数表，表中放了虚函数的地址，实际的虚函数在代码段(.text)中。当子类继承了父类的时候也会继承其虚函数表，当子类重写父类中虚函数时候，会将其继承到的虚函数表中的地址替换为重新写的函数地址。使用了虚函数，会增加访问内存开销，降低效率。
13. 请你来写个函数在main函数执行前先运行
__attribute((constructor))void before()
{
printf("before main\n");
}
14. 有段代码写成了下边这样，如果在只修改一个字符的前提下，使代码输出20个hello? for(int i = 0; i < 20; i--) cout << "hello" << endl;
for(int i = 0; i + 20; i--) cout << "hello" << endl;
15. 请你来说一下智能指针shared_ptr的实现
16. 以下四行代码的区别是什么？
const char * arr = "123";
char * brr = "123";
const char crr[] = "123";
char drr[] = "123";
const char * arr = "123";
//字符串123保存在常量区，const本来是修饰arr指向的值不能通过arr去修改，但是字符串“123”在常量区，本来就不能改变，所以加不加const效果都一样
char * brr = "123";
//字符串123保存在常量区，这个arr指针指向的是同一个位置，同样不能通过brr去修改"123"的值
const char crr[] = "123";
//这里123本来是在栈上的，但是编译器可能会做某些优化，将其放到常量区
char drr[] = "123";
//字符串123保存在栈区，可以通过drr去修改
17. 请你来说一下C++里是怎么定义常量的？常量存放在内存的哪个位置？
常量在C++里的定义就是一个top-level const加上对象类型，常量定义必须初始化。对于局部对象，常量存放在栈区，对于全局对象，常量存放在全局/静态存储区。对于字面值常量，常量存放在常量存储区。
18. 请你来回答一下const修饰成员函数的目的是什么？
const修饰的成员函数表明函数调用不会对对象做出任何更改，事实上，如果确认不会对对象做更改，就应该为函数加上const限定，这样无论const对象还是普通对象都可以调用该函数。
19. 请你回答一下new/delete与malloc/free的区别是什么
1、new/delete是C++的操作符，而malloc/free是C中的函数。
2、new做两件事，一是分配内存，二是调用类的构造函数；同样，delete会调用类的析构函数和释放内存。而malloc和free只是分配和释放内存。
3、new建立的是一个对象，而malloc分配的是一块内存；new建立的对象可以用成员函数访问，不要直接访问它的地址空间；malloc分配的是一块内存区域，用指针访问，可以在里面移动指针；new出来的指针是带有类型信息的，而malloc返回的是void指针。
4、new/delete是保留字，不需要头文件支持；malloc/free需要头文件库函数支持。
