海康威视c++实习生面试资料
- 面对对象
1. 三大特性：封装，继承，多态
2. 封装性：数据和代码捆绑在一起，避免外界干扰和不确定性访问。封装可以使得代码模块化。
3. 继承性：让某种类型对象获得另一个类型对象的属性和方法。继承可以扩展已存在的代码。
4. 多态性：同一事物表现出不同事物的能力，即向不同对象发送同一消息，不同的对象在接收时会产生不同的行为（重载实现编译时多态，虚函数实现运行时多态）。多态的目的则是为了接口重用。
5. 多态的底层实现：C++多态性是通过虚函数来实现的，虚函数允许子类重新定义成员函数，而子类重新定义父类的做法称为覆盖(override)，或者称为重写。
6. 多态的底层实现：在C++中，通过基类的引用（或指针）调用虚函数时，发生动态绑定，引用(或指针)既可以指向基类也可以指向派生类，引用和指针的静态类型和动态类型可以不同，这是c++用以支持多态性的基石。
C++
1. STL（标准模板库）：
（1）STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离
（2）STL另一个重要特性是它不是面向对象的。为了具有足够通用性，STL主要依赖于模板而不是封装，继承和虚函数（多态性）——OOP的三个要素。你在STL中找不到任何明显的类继承关系。这好像是一种倒退，但这正好是使得STL的组件具有广泛通用性的底层特征。另外，由于STL是基于模板，内联函数的使用使得生成的代码短小高效。
（3）从逻辑层次来看，在STL中体现了泛型化程序设计的思想，引入了诸多新的名词。
（4）从实现层次看，整个STL是以一种类型参数化的方式实现的，这种方式基于一个在早先C++标准中没有出现的语言特性--模板（template）。
2. STL中六大组件：（1）容器（2）迭代器（3）算法（4）仿函数（5）适配器（6）分配器
3. 容器：（1）序列式容器：vector，deque，list（2）关联式容器：set/multiset，map/multimap
4. vector和list的区别：
（1）vector和数组类似，拥有一段连续的内存空间，并且起始地址不变。因此，它能够高效地进行随机存取，时间复杂度是O(1)。但是，因为其内存空间是连续的，所以在进行插入和删除操作时，会造成内存块的拷贝，因此时间复杂度为O(n)。另外，当数组内存空间不够时，会重新申请一块内动空间并进行内存拷贝。
（2）list是由双向链表实现的，因此内存空间是不连续的。其只能通过指针访问数据，所以list的随机存取效率很低，时间复杂度为O(n)。不过由于链表自身的特点，能够进行高效的插入和删除。
（3）vector和list对于迭代器的支持不同。相同点在于，vector< int >::iterator和list< int >::iterator都重载了 “++ ”操作。而不同点在于，在vector中，iterator支持 ”+“、”+=“，”<"等操作。而list中则不支持。
5. vector的risize底层实现：每个动态数组都分配有一定容量，当存储的数据达到容量的上限的时候，就重新分配内存。一般来说后面的内存已经被占用了，在后面增加是不可能的。resize是重新开辟了一个数组，把之前的值放到复制到新开辟的数组中来。
6. c++智能指针：
（1）c++里面的四个智能指针，auto_ptr，unique_ptr，shared_ptr，weak_ptr，其中后三个是c++11支持，并且第一个已经被c++11弃用
（2）使用原因：智能指针的作用是管理一个指针，因为存在以下这种情况：申请的空间在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏。使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题，因为智能指针是一个类，当超出了类的实例对象的作用域时，会自动调用对象的析构函数，析构函数会自动释放资源。所以智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间，不需要手动释放内存空间。
（3）auto_ptr：采用所有权模式。p2剥夺了p1的所有权，但是当程序运行时访问p1将会报错。所以auto_ptr的缺点是：存在潜在的内存崩溃问题。
（4）unique_ptr：实现独占式拥有或严格拥有概念，保证同一时间内只有一个智能指针可以指向该对象。它对于避免资源泄露(例如“以new创建对象后因为发生异常而忘记调用delete”)特别有用，可以通过标准库的move()函数实现指针转移。
（5）shared_ptr：实现共享式拥有概念。多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用被销毁”时候释放。从名字share就可以看出了资源可以被多个指针共享，它使用计数机制来表明资源被几个指针共享。
（6）weak_ptr：是一种不控制对象生命周期的智能指针, weak_ptr 设计的目的是为配合 shared_ptr 而引入的一种智能指针来协助 shared_ptr 工作, 它只可以从一个 shared_ptr 或另一个 weak_ptr 对象构造, 它的构造和析构不会引起引用记数的增加或减少。
7. Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。它提供给开发者建立图形用户界面所需的功能，广泛用于开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序。Qt是完全面向对象的，很容易扩展，并且允许真正地组件编程。Qt使用标准的C++和特殊的代码生成扩展（称为元对象编译器Meta Object Compiler, moc）以及一些宏。
8. 信号槽是 Qt 框架引以为豪的机制之一。所谓信号槽，实际就是观察者模式。当某个事件发生之后，比如，按钮检测到自己被点击了一下，它就会发出一个信号（signal）。这种发出是没有目的的，类似广播。如果有对象对这个信号感兴趣，它就会使用连接（connect）函数，意思是，将想要处理的信号和自己的一个函数（称为槽（slot））绑定来处理这个信号。也就是说，当信号发出时，被连接的槽函数会自动被回调。这就类似观察者模式：当发生了感兴趣的事件，某一个操作就会被自动触发。（这里提一句，Qt 的信号槽使用了额外的处理来实现，并不是 GoF 经典的观察者模式的实现方式。）
信号和槽是Qt特有的信息传输机制，是Qt设计程序的重要基础，它可以让互不干扰的对象建立一种联系。
槽的本质是类的成员函数，其参数可以是任意类型的。和普通C++成员函数几乎没有区别，它可以是虚函数；也可以被重载；可以是公有的、保护的、私有的、也可以被其他C++成员函数调用。
唯一区别的是：槽可以与信号连接在一起，每当和槽连接的信号被发射的时候，就会调用这个槽。
9. 常见的设计模式：
（1）工厂模式：简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式。工厂模式的主要作用是封装对象的创建，分离对象的创建和操作过程，用于批量管理对象的创建过程，便于程序的维护和扩展。
（2）单例模式：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，使得系统中只有唯一的一个对象实例。常用于管理资源，如日志、线程池。
（3）策略模式：策略模式定义了一系列的算法，并将每一个算法封装起来，而且使它们还可以相互替换。策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。
10. c++11新特性：
（1）C++11 引入了 nullptr 关键字，专门用来区分空指针、0
（2）C++11 引入了 auto 和 decltype 这两个关键字实现了类型推导，让编译器来操心变量的类型
（3）C++11 引入了基于范围的迭代写法，我们拥有了能够写出像 Python 一样简洁的循环语句。
（4）std::array 保存在栈内存中，相比堆内存中的 std::vector，我们能够灵活的访问这里面的元素，从而获得更高的性能。std::array 会在编译时创建一个固定大小的数组，std::array 不能够被隐式的转换成指针，使用 std::array只需指定其类型和大小即可
（5）C++11 引入了两组无序容器：std::unordered_map/std::unordered_multimap 和 std::unordered_set/std::unordered_multiset。无序容器中的元素是不进行排序的，内部通过 Hash 表实现，插入和搜索元素的平均复杂度为 O(constant)。
- 数据结构
1. B+树和B树：
（1）B+树非叶子节点只存储key，只有叶子结点存储value，叶子结点包含了这棵树的所有键值，每个叶子结点有一个指向相邻叶子结点的指针，这样可以降低B树的高度。
（2）B+树相比于B树的优势：（1）B+树单一节点存储更多的元素，使得查询的IO次数更少（2）B+树所有查询都要查找到叶子节点，查询效率更加稳定（3）B+树所有叶子节点形成有序链表，便于范围查询，更有利于对数据库的扫描
2. B+树和B-树的区别：
（1）B-树的叶bai子结点不含任何信息，而B+树的叶子结点含信息
（2）B-树上的叶子结点不会指向它的兄弟结点，而B+树上的叶子结点会指向它的兄弟结点
（3）B-树只能进行分区间查找，而B+树上可以有两种查找：顺序查找和分区间查找
3. 红黑树的五大特性：
（1）节点是红色或黑色。
（2）根节点是黑色。
（3）每个叶子节点都是黑色的空节点（NIL节点）。
（4）每个红色节点的两个子节点都是黑色。(从每个叶子到根的所有路径上不能有两个连续的红色节点)
（5）从任一节点到其每个叶子的所有路径都包含相同数目的黑色节点。
4. 红黑树插入删除操作的三个后续操作：变色，左旋，右旋
5. 基本的排序算法有哪些：
（1）插入排序，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)，稳定
思想：将无序序列中的各元素依次插入到已经有序的线性表中，从而得到一个新的序列
（2）希尔排序，时间复杂度O(nlog2n)，空间复杂度O(1)，不稳定
（3）快速排序，时间复杂度O(nlog2n)，空间复杂度O(log2n)，不稳定
（4）冒泡排序，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)，稳定
（5）简单排序，时间复杂度O(n^2)，空间复杂度O(1)，不稳定
（6）堆排序，时间复杂度O(nlog2n)，空间复杂度O(1)，不稳定
（7）归并排序，时间复杂度O(nlog2n)，空间复杂度O(n)，稳定
6. 快速排序的思路：通过一趟排序将待排序记录分割成独的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，再分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序
- 网络编程
1. socket：即套接字，用于描述地址和端口，是一个通信链的句柄。应用程序通过socket向网络发出请求或者回应。
2. sockets编程有三种：流式套接字（SOCK_STREAM），数据报套接字（SOCK_DGRAM），原始套接字（SOCK_RAW）；前两种较常用。基于TCP的socket编程是采用的流式套接字。
（1）SOCK_STREAM：字节流传输，表示面向连接的数据传输方式。数据可以准确无误地到达另一台计算机，如果损坏或丢失，可以重新发送，但效率相对较慢。常用的HTTP协议就使用SOCK_STREAM传输数据，因为要确保数据的正确性，否则网页不能正常解析。
（2）SOCK_DGRAM：数据报传输，表示无连接的数据传输方式。计算机只管传输数据，不作数据校验，如果数据在传输中损坏，或者没有到达另一台计算机，是没有办法补救的。也就是说，数据错了就错了，无法重传。因为SOCK_DGRAM所做的校验工作少，所以效率比SOCK_STREAM高。
3. 服务端：建立socket，声明自身的端口号和地址并绑定到socket，使用listen打开监听，然后不断用accept去查看是否有连接，如果有，捕获socket，并通过recv获取消息的内容，通信完成后调用closeSocket关闭这个对应accept到的socket，如果不再需要等待任何客户端连接，那么用closeSocket关闭掉自身的socket。
4. 客户端：建立socket，通过端口号和地址确定目标服务器，使用Connect连接到服务器，send发送消息，等待处理，通信完成后调用closeSocket关闭socket
5. 高并发：服务器使用select函数，客户端使用多线程
6. 同步和异步的区别：
（1）同步：所有的操作都做完，才返回给用户。这样用户在线等待的时间太长，给用户一种卡死了的感觉（就是系统迁移中，点击了迁移，界面就不动了，但是程序还在执行，卡死了的感觉）。这种情况下，用户不能关闭界面，如果关闭了，即迁移程序就中断了。
（2）异步：将用户请求放入消息队列，并反馈给用户，系统迁移程序已经启动，你可以关闭浏览器了。然后程序再慢慢地去写入数据库去。这就是异步。但是用户没有卡死的感觉，会告诉你，你的请求系统已经响应了。你可以关闭界面了。
（3）同步，是所有的操作都做完，才返回给用户结果。即写完数据库之后，再响应用户，用户体验不好。异步，不用等所有操作都做完，就相应用户请求。即先响应用户请求，然后慢慢去写数据库，用户体验较好。
（4）为了避免短时间大量的数据库操作，就使用缓存机制，也就是消息队列。先将数据放入消息队列，然后再慢慢写入数据库。引入消息队列机制，虽然可以保证用户请求的快速响应，但是并没有使得我数据迁移的时间变短（即80万条数据写入mysql需要1个小时，用了redis之后，还是需要1个小时，只是保证用户的请求的快速响应。用户输入完http url请求之后，就可以把浏览器关闭了，干别的去了。如果不用redis，浏览器不能关闭）。
- 计算机网络
1. TCP为什么要进行三次握手：（1）因为信道不可靠，而 TCP 想在不可靠信道上建立可靠地传输，那么三次通信是理论上的最小值（2）因为双方都需要确认对方收到了自己发送的序列号，确认过程最少要进行三次通信（3）为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。
2. TCP 为什么要进行四次挥手：
因为 TCP 是全双工模式，客户端请求关闭连接后，客户端向服务端的连接关闭（一二次挥手），服务端继续传输之前没传完的数据给客户端（数据传输），服务端向客户端的连接关闭（三四次挥手）。所以 TCP 释放连接时服务器的 ACK 和 FIN 是分开发送的（中间隔着数据传输），而 TCP 建立连接时服务器的 ACK 和 SYN 是一起发送的（第二次握手），所以 TCP 建立连接需要三次，而释放连接则需要四次。
3. 拥塞控制：
TCP的拥塞控制：（1）原因：拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，可以使网络中的路由器或链路不致过载（2）解决方法：慢启动( slow-start )；拥塞避免( congestion avoidance )；快重传( fast retransmit )；快恢复( fast recovery)
4. TCP和UDP的区别：
（1）TCP面向连接、UDP是无连接的
（2）TCP提供可靠的服务，UDP不保证可靠交付
（3）TCP连接只能是点对点的，UDP支持一对多、多对一、多对多的交互通信
（4）TCP面向字节流(可能会出现黏包问题)，UDP是面向报文的(不会出现黏包问题)
（5）UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等)
（6）TCP首部开销20字节；UDP的首部开销小，只有8字节
5. TCP的黏包问题：
（1）原因：TCP 是一个基于字节流的传输服务，“流” 意味着 TCP 所传输的数据是没有边界的，所以可能会出现两个数据包黏在一起的情况
（2）解决办法：发送定长包；包头加上包体长度；在数据包之间设置边界，如添加特殊符号 \r\n 标记；使用更加复杂的应用层协议
6. 基本I/O模型有哪些：（1）同步阻塞I/O模型（2）同步非阻塞I/O模型（3）I/O多路复用模型（4）信号驱动I/O模型（5）异步I/O模型
7. 进程：进程是对运行时程序的封装，是系统进行资源调度和分配的基本单位，实现了操作系统的并发
- 操作系统
1. 进程：进程是对运行时程序的封装，是系统进行资源调度和分配的基本单位，实现了操作系统的并发
2. 线程：线程是进程的子任务，是CPU调度和分派的基本单位
3. 进程和线程之间的区别：（1）一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程，线程依赖于进程而存在（2）进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享进程的内存
4. 进程的状态：（1）就绪状态（2）执行状态（3）阻塞状态
5. 进程间通信的几种方式：（1）管道（2）消息队列（3）共享内存（4）信号量（5）嵌套字
6. 进程调度算法：（1）先来先服务调度算法FCFS（2）最短作业优先调度算法SJF（3）高优先级调度算法HPF（4）时间片轮转调度算法（可抢占的）RR（5）多级反馈队列调度算法
7. 死锁：两个或多个进程无限期阻塞、 相互等待的一种状态
8. 死锁产生的四个必要条件：（1）互斥（2）占有并等待（3）非抢占（4）循环等待
9. 死锁处理：
（1）预防死锁：破坏产生死锁的4个必要条件中的一个或者多个；实现起来比较简单，但是如果限制过于严格会降低系统资源利用率以及吞吐量
（2）避免死锁：在资源的动态分配中，防止系统进入不安全状态
（3）监测死锁
（4）解除死锁：进程终止和资源抢占
