c++ 面试整理

如何理解封装、继承、多态
封装
可以隐藏实现细节，使得代码模块化；封装是把过程和数据包围起来，对数据的访问只能通过已定义的界面。面向对象计算始于这个基本概念，即现实世界可以被描绘成一系列完全自治、封装的对象，这些对象通过一个受保护的接口访问其他对象。

多态
多态指同一个实体同时具有多种形式。在基类的函数前加上virtual关键字，在派生类中重写该函数，运行时将会根据对象的实际类型来调用相应的函数。如果对象类型是派生类，就调用派生类的函数；如果对象类型是基类，就调用基类的函数
C++中，实现多态有以下方法：虚函数，抽象类，覆盖，模板，条件是要有重写，要有继承，父类指向子类。

继承
继承可以使得子类具有父类的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码。在令子类别继承父类别的同时，可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父类别的原有属性和方法，使其获得与父类别不同的功能。另外，为子类别追加新的属性和方法也是常见的做法。

虚函数的作用及其实现原理

虚函数实现原理：
** 虚函数表：**
含有虚函数的类包含用于虚函数表。
特别：

• 虚函数表是在编译时创建

• 虚指针是在定义对象时生成，并指向虚函数表
  

• 虚指针位于对象存储的最前方
  

构造函数能不能是虚函数
不能

a.构造一个对象时，必须知道对象实际类型，而虚函数是在运行期间确定实际类型的。而在构造一个对象时，由于对象还未构造成功，编译器就无法知道对象的实际类型，是该类本身，还是派生类，还是其他。
b.虚函数的执行依赖于虚函数表，而虚函数表是在构造函数中进行初始化的，即初始化虚表指针（vptr），使得正确指向虚函数表。而在构造对象期间，虚函数表（vtable）还没有被初始化，将无法进行。

C++中Overload、Overwrite及Override的区别
Overload(重载)：在C++程序中，可以将语义、功能相似的几个函数用同一个名字表示，但参数或返回值不同（包括类型、顺序不同），即函数重载。
（1）相同的范围（在同一个类中）；
（2）函数名字相同；
（3）参数不同；
（4）virtual 关键字可有可无。

Override(覆盖)：是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
（1）不同的范围（分别位于派生类与基类）；
（2）函数名字相同；
（3）参数相同；
（4）基类函数必须有virtual 关键字。

Overwrite(重写)：是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：
（1）如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。
（2）如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。

宏函数和inline函数的异同点

• 内联函数在编译时展开，而宏在预编译时展开
• 在编译的时候，内联函数直接被嵌入到目标代码中去，而宏只是一个简单的文本替换。
• 内联函数可以进行诸如类型安全检查、语句是否正确等编译功能，宏不具有这样的功能。

define 和 typedef 区别
（1）原理不同
define是C语言中定义的语法，是预处理指令，在预处理时进行简单而机械的字符串替换，不作正确性检查，只有在编译已被展开的源程序时才会发现可能的错误并报错。
typedef是关键字，在编译时处理，有类型检查功能。它在自己的作用域内给一个已经存在的类型一个别名，但不能在一个函数定义里面使用typedef。

（2）功能不同
typedef用来定义类型的别名，起到类型易于记忆的功能。
define不只是可以为类型取别名，还可以定义常量、变量、编译开关等。

（3）作用域不同
define没有作用域的限制，只要是之前预定义过的宏，在以后的程序中都可以使用，而typedef有自己的作用域。

C++的内存管理机制

1. 栈: 在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。　　
2. 堆:就是那些由new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收。　　
3. 自由存储区:就是那些由 malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。　　
4. 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，在以前的C语言中，全局变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，他们共同占用同一块内存区。
5. 常量存储区: 他们里面存放的是常量，不允许修改。

C语言中的malloc/free和C++中的new/delete的区别和联系
区别1：类型
malloc/free是函数，而new/delete是关键字、操作符

区别2：作用
malloc/free只是简单的进行内存的申请和释放；new/delete除了进行内存申请和释放，还会调用对象的构造函数和析构函数进行空间的初始化和清理

区别3：参数与返回值
malloc/free需要手动计算申请内存的空间大小，而且返回值是void*，需要自己转换成所需要的类型；
new/delete可以自己计算类型的大小，返回为对应的类型指针

c++关键字mutable作用

class Car
{
public:
    Car();
    ~Car();
    int getPrice() const; /*调用方法  const成员函数*/
    int getLen() const; /*调用方法 const成员函数*/
private:
    int m_carPrice;
    int m_carLen;
    mutable int m_carNum;            
};
Car::Car()
{
    m_carPrice = 50000;
    m_carLen = 5;
    m_carNum = 5;
}
Car::~Car()
{
}
int Car::getPrice() const
{
    m_carNum++;    //此处修改是可以，因为对m_carNum进行了mutable限定
    std::cout << m_carPrice  << std::endl;
    return m_carPrice ; // 无法修改该成员变量
}
int Car::getLen() const
{
    return m_carLen; // 无法修改该成员变量
}

在某些场合我们还是需要在const成员函数中修改成员变量的值，被修改的成员变量与类本身并无多大关系，也许你会说，去掉函数的const关键字就行了。 可问题是，我只想修改某个变量的值，其他变量希望仍然被const关键字保护。 这样做相当于在函数中给mutable变量开了特例。

预编译在做些什么事情？
预编译又称为预处理，是做些代码文本的替换工作。主要处理#开头的指令，比如拷贝#include包含的文件代码，#define宏定义的替换,条件编译等。就是为编译做预备工作的阶段。

堆和栈的区别，以及为什么栈效率高
堆是由低地址向高地址扩展；栈是由高地址向低地址扩展。
堆中的内存需要手动申请和手动释放；栈中内存是由OS自动申请和自动释放，存放着参数、局部变量等内存。
堆中频繁调用malloc和free,会产生内存碎片，降低程序效率；而栈由于其先进后出的特性，不会产生内存碎片。
堆的分配效率较低，而栈的分配效率较高。

栈的效率高的原因：
栈是操作系统提供的数据结构，计算机底层对栈提供了一系列支持：分配专门的寄存器存储栈的地址，压栈和入栈有专门的指令执行；而堆是由C/C++函数库提供的，机制复杂，需要一些列分配内存、合并内存和释放内存的算法，因此效率较低。