C++面试知识点整理

C++面试知识点整理

　　 1、 const：const 修饰变量其实为只读变量；只读变量为右值；const 修饰引用表示为只读变量的引用，为了语义上的统一，这样接口既能传变量也能传常量；const 修饰成员函数表示函数内不修改类数据，不会调用非const成员函数。

　　2、 右值引用：右值引用绑定将亡对象，延长对象的生命周期；右值引用就是左值；std::move可以将左值转换为将亡对象；引用折叠 & + &= & 、& + &&= & 、&& + &= &、 && + &&= &&；右值引用传递时失去右性。

　　3、 智能指针： unique_ptr 类似于普通指针使用，不能复制；shared_ptr 使用时引用计数加1，引用计数为0时释放内存；weak_ptr 引用计数不加，使用时转换为shared_ptr 。注意：尽量多使用make_shared代替new，好处消除　　　　　　代码重复，提高异常安全，生成代码更小更快。不适用于大内存对象。

　　解决make_shared代替new时的冲突方法：

　　（1）使用公有构造的派生类

 1 class Widget {
 2  public:
 3  template <typename... Args>
 4  static auto create(Args&&... args) {
 5      struct EnableMakeShared : public Widget {
 6      EnableMakeShared(Args&&... args) : Widget(std::forward<Args>    (args)...) {}
 7  };
 8     return static_pointer_cast<Widget>(
 9         make_shared<EnableMakeShared>(std::forward<Args>(args)...));
10   }
11  private:
12   Widget() = default;
13   // other constructors...
14 };

　　（2）使用Passkey惯用法

 1 class Widget {
 2  private:
 3   struct PassKey {
 4     explicit PassKey() {}
 5   };
 6  public:
 7   template <typename... Args>
 8   explicit Widget(PassKey, Args&&... args)
 9       : Widget(std::forward<Args>(args)...) {}
10   template <typename... Args>
11   static auto create(Args&&... args) {
12     return make_shared<Widget>(PassKey{}, std::forward<Args>(args)...);
13   }
14  private:
15   Widget() = default;
16   // other constructors...
17 };

　　4、lambda 匿名函数 [ capture ] ( params ) opt -> ret { body; }；其中carpture是捕获列表，params是参数，opt是选项，ret则是返回值的类型，body则是函数的具体实现。

　　 [] :表示不捕获任何变量

[=]：表示按值捕获变量

[&]：表示按引用捕获变量

[this]：值传递捕获当前的this

　　5、static ：在局部变量前的static，作用域为局部函数。生命周期为main函数结束，只执行第一次初始化；在全局变量或函数前的static，作用域为当前文件，生命周期为main函数结束，对比extern修饰的作用于整个程序内；静态成员变量生命周期为main函数结束，不再跟随对象，全局只有一份，基本等价于有作用域的全局变量；静态成员函数类似于有类作用域的普通函数，可以访问类的私有成员。

　　6、C11的四种类型转换 const_cast 常量指针转换为非常量指针；static_cast 强制类型转换；dynamic_cast动态类型转换；reinterpret_cast 不限制类型的转换，任意指针、任意引用之间。

　　7、STL：容器分为顺序容器和关联容器；vector 时间复杂度尾部插入o(1)，头部插入o(n)；set和map内容不可重复且有序，数据结构为红黑树，插入、删除、查找的时间复杂度为o(log2n)；unorder_set和unorder_map内容不可重复且无序，数据结构为哈希表，哈希表通过哈希函数处理关键字得到相应的关键码值，关键码值对应着一个特定的位置，用该位置来存取数据。插入、删除、查找的时间复杂度最好为o(1)，最差为o(n)；vector的插入、删除涉及内存拷贝和内存移动，会发生迭代器失效，set的迭代器不会失效。

　　8、动态数组vector：vector的resize方法既可以改容器大小，也可以改内容，而reserve只能改大小；size表示已分配大小，capacity表示已分配和未分配总的大小；clear()清空内容，不清空内存，shrink_to_fit释放未使用的内存；vector适合随机访问频繁，对象小的场景，list适合对象大，插入、删除元素频繁的场景。

　　9、红黑树：红黑树是一种平衡二叉树，每个节点或是红色或是黑色；根节点为黑色；如果一个节点是红色的，则他的儿子都是黑色；每个节点到其子孙节点上的所有路径上包含相同数目的黑色节点。

　　10、堆栈：堆用于动态分配内存，容量大于栈。堆上内存可以随时申请、随时分配、随时释放。要分配的大小运行时才知道，只支持动态分配内存，容易造成内存泄漏。变量可以在进程内供多个线程访问，由开发者管理内存。栈用于函数和局部变量、返回值，编译器自动管理释放和分配。栈上内存是连续分布的，编译器在编译时就知道要分配的内存大小。调用函数栈上分配内存，调用结束回收给栈，先入后出。栈上分配内存要快于堆。每个线程都有一个栈，栈上对象不能跨线程访问，因此栈空间较小。栈不会产生内存碎片。

　　11、指针和引用的区别：指针是一个变量，存储的地址，指向内存单元，引用只是个别名；引用使用时无需解引用，指针需要解指针；引用只能在定义的时候被初始化，指针可改变指向内存地址；

　　12、排序算法：选择、快速、希尔、归并、堆排；快速排序