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C++基础知识.docx
一、关于字符串和指针的一些问题
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
二、问答题
1.1、写出完整版的strcpy函数
1.2、分别给出bool，int，float，指针变量与“零值”比较的 if 语句（变量名为var）
1.3、以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值
1.4、写一个“标准”宏MIN，这个宏输入两个参数并返回较小的一个。另外，当你写下least = M
1.5、为什么标准头文件都有类似以下的结构？
2.1、请说出static和const关键字尽可能多的作用
2.2、static关键字的作用
2.3、extern关键字的作用
2.4、volatile关键字的作用
2.5、registr和typdef关键字的作用
2.6、explicit关键字的作用
2.7、new和malloc的区别，delete和free的区别
2.8、typedef和define的区别
2.9、const与#define的区别
3.1、指针和引用是什么？有什么区别？
3.2、指针和数组的区别
3.3、指针数组和数组指针
3.4、指针常量和常量指针
3.5、野指针是什么？成因是什么？
3.6、什么是函数指针？
3.7、形参传入一个指针和一个引用的区别？
3.8、智能指针
3.9、auto_ptr类与shared_ptr类的比较
4.1、虚函数的作用？
4.2、虚函数和静态函数的区别
4.3、虚函数和多态
4.4、虚函数表、纯虚函数、抽象类
4.5、虚函数表编译器是如何处理的？
4.6、析构函数的作用
4.7、父类的析构函数必须是虚函数，C++默认的析构函数不是虚函数
4.8、构造函数一般不定义为虚函数，而析构函数一般写成虚函数
4.9、什么情况下需要将析构函数定义为虚函数？
4.10、钻石问题和虚继承
5.1、内存管理
5.2、内存对齐的原则以及作用？
5.3、内存溢出，内存泄漏
5.4、栈与队列的区别
5.5、栈与堆的区别
5.6、为什么栈的速度比堆要快？
5.6、malloc的原理？
5.7、动态绑定与静态绑定
5.8、深拷贝、浅拷贝
5.9、拷贝构造函数调用的三种情况
5.10、实现类对象只能静态分配或动态分配
5.11、计算下面几个类的大小
5.12、C++中的未定义行为
6.1、源文件从文本到可执行文件经历的过程？
6.2、include头文件的顺序以及双引号””和尖括号<>的区别？
6.3、宏定义和内联函数的区别
6.4、Struct结构体、Union联合体、Class类
6.5、成员列表初始化的使用情况
6.6、为什么要使用成员列表初始化
6.7、Makefile文件的作用？
6.8、调用惯例（约束）针对哪些问题？
6.9、C++有哪些调用惯例？
7.1、重载、重写、隐藏
7.2、什么是多态性
7.3、封装、继承和多态
7.4、四种cast转换
7.5、i++是否为原子操作？
7.6、++i和i++的实现
7.7、C++和C的区别
7.8、C++和Java的比较
8.1、STL
8.2、STL的优点
8.3、STL三大组件
8.4、STL中迭代器的作用，有指针为何还要迭代器？
8.5、STL迭代器是怎么删除元素的？
8.6、map和set
8.7、vector和list
8.8、string和char*
8.9、deque和vector
8.10、STL容器使用时机
8.11、STL容器使用场景
9.1、说说fork,wait,exec函数
9.2、描述一下epoll的原理？
10.1、面向对象和面向过程的区别？优缺点是什么？
10.2、设计模式的六大原则
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C++基础知识
一、关于字符串和指针的一些问题
1.1
void test1(){
char string[10];
char* str1="0123456789";
strcpy(string,str1);
}
字符串 str1 需要 11 个字节才能存放下（包括末尾的’\0’），而 string 只有 10 个字节的空间 strcpy 会导致数组越界；
1.2
void test2(){
char string[10], str1[10];
int i;
for(i=0; i<10;i++){ str1 ='a';}
strcpy(string,str1);
}
首先，代码根本不能通过编译。数组名 str1 为 char *const 类型的右值类型，根本不能赋值。
再者，即使想对数组的第一个元素赋值，也要使用 *str1 = 'a';
其次，对字符数组赋值后，使用库函数 strcpy 进行拷贝操作，strcpy 会从源地址一直往后拷贝，直到遇到'\0'为止。所以
拷贝的长度是不定的。如果一直没有遇到'\0'导致越界访问非法内存，程序就崩了。
修改方案：
void test2(){
char string[10], str1[10];
int i;
for(i=0; i<9; i++) {str1[i] ='a';}
str1[9] ='\0';
strcpy( string, str1 );
}
1.3
void test3(char* str1){
if(str1 == NULL){ return ;}
char string[10];
if(strlen(str1)<=10){ strcpy(string,str1);}
}
if(strlen(str1) <= 10)应改为 if(strlen(str1) < 10)，因为 strlen 的结果未统计’\0’所占用的 1 个字节。
1.4
void GetMemory( char*p){
p=(char*)malloc(100);
}
void Test(void){
char* str=NULL;
GetMemory(str);
strcpy(str,"hello world");
printf(str);
1
}
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传入中 GetMemory(char*p)函数的形参为字符串指针，在函数内部修改形参并不能真正的改变传入形参的实参值，
执行完 char*str=NULL 和 GetMemory(str)后的 str 仍然为 NULL；
1：传入形参并不能真正改变形参的值，执行完之后为空；
2：在函数 GetMemory 中和 Test 中没有 malloc 对应的 free，造成内存泄露
1.5
char* GetMemory(void){
char p[]="hello world";
return p;
}
void Test(void){
char* str=NULL;
str=GetMemory();
printf(str);
}
char p[]="hello world";相当于 char p[12]，strcpy(p," hello world" ).p 是一个数组名，属于局部变量，存储在栈中，"hello
world"存储在文字存储区，数组 p 中存储的是"hello world"的一个副本，当函数结束，p 被回收，副本也消失了(确切的说
p 指向的栈存储区被取消标记，可能随时被系统修改)，而函数返回的 p 指向的内容也变得不确定，文字存储区的"hello
world"未改变。
可以这样修改:
a)、char* p= " hello world" ; return p; 这里 p 直接指向文字存储区的"hello world"，函数按值返回 p 存储的地址，所以有
效。
b)、static char p[]= "hello world" ; return p; static 指出数组 p 为静态数组，函数结束也不会释放，所以有效。
1.6
void GetMemory(char**p, int num){
*p=(char*)malloc(num);
}
void Test(void){
char* str=NULL;
GetMemory(&str,100);
strcpy(str,"hello");
printf(str);
}
1、申请失败判断：
if(*p==NULL) {
perror("malloc fail"); return -1;
}
2、未释放内存 free(str)及释放后 str=NULL,否则可能会导致野指针出现。
1.7
void Test(void){
char* str=(char*)malloc(100);
strcpy(str,"hello");
free(str);
//省略的其它语句
}
2
Create By No.5
在执行 char*str=(char*)malloc(100);后未进行内存是否申请成功的判断；
另外，在 free(str)后未置 str 为空，导致可能变成一个“野”指针，应加上：str=NULL;
1.8
swap(int* p1,int* p2){
int* p;
*p=*p1;
*p1=*p2;
*p2=*p;
}
参考答案：
1.需要一个返回值 void
2 在 swap 函数中，p 是一个野指针，有可能指向系统区，导致程序运行的崩溃。
程序应改为：
void swap( int* p1,int* p2 ){
int p;
p = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = p;
}
1.9
以下四行代码的区别是什么？
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
二、问答题
1.1、写出完整版的 strcpy 函数
1、不考虑内存重叠
char* strcpy( char *strDest,
const char *strSrc){
assert((strDest != NULL) && (strSrc != NULL));
char *address = strDest;
while((*strDest++=*strSrc++)!=‘\0’);
return address;
}
2、考虑内存重叠
char s[10]="hello";
strcpy(s, s+1); //应返回 ello，
//strcpy(s+1, s); //应返回 hhello，但实际会报错，因为 dst 与 src 重叠了，把'\0'覆盖了
3
所谓重叠，就是 src 未处理的部分已经被 dst 给覆盖了，只有一种情况：src<=dst<=src+strlen(src)
C 函数 memcpy 自带内存重叠检测功能，下面给出 memcpy 的实现 my_memcpy。
Create By No.5
char * strcpy(char *dst,const char *src){
assert(dst != NULL && src != NULL);
char *ret = dst;
my_memcpy(dst, src, strlen(src)+1);
return ret;
}
char *my_memcpy(char *dst, const char* src, int cnt){
assert(dst != NULL && src != NULL);
char *ret = dst;
if (dst >= src && dst <= src+cnt-1) {
//内存重叠，从高地址开始复制
dst = dst+cnt-1;
src = src+cnt-1;
while (cnt--)
*dst-- = *src--;
}
else{
//正常情况，从低地址开始复制
while (cnt--)
*dst++ = *src++;
}
return ret;
}
1.2、分别给出 bool，int，float，指针变量与“零值”比较的 if 语句（变量名为 var）
bool 型变量： if(!var)
int 型变量： if(var==0)
float 型变量：
const float EPSINON = 0.00001;
if ((x >= - EPSINON) && (x <= EPSINON)
指针变量：if(var==NULL)
1.3、以下为 Windows NT 下的 32 位 C++程序，请计算 sizeof 的值
void Func ( char str[100] ){
sizeof( str )=?
}
void *p = malloc(100);
sizeof(p)=?
参考答案：
sizeof(str)=4、sizeof(p)=4
Func(char str[100])函数中数组名作为函数形参时，在函数体内，数组名失去了本身的内涵，仅仅只是一个指针；在
失去其内涵的同时，它还失去了其常量特性，可以作自增、自减等操作，可以被修改
数组名的本质如下：
1）数组名指代一种数据结构，这种数据结构就是数组；例如：
char str[10];
4
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cout <
为了实现 C 和 C++的混合编程，C++提供了 C 连接交换指定符号 extern "C"来解决名字匹配问题，函数声明前加上 extern
"C"后，则编译器就会按照 C 语言的方式将该函数编译为_foo，这样 C 语言中就可以调用 C++的函数了。
Create By No.5
2.1、请说出 static 和 const 关键字尽可能多的作用
static 关键字：
1）函数体内 static 变量的作用范围为该函数体，不同于 auto 变量，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用
时仍维持上次的值；
2）在模块内的 static 全局变量可以被模块内所用函数访问，但不能被模块外其它函数访问；
3）在模块内的 static 函数只可被这一模块内的其它函数调用，这个函数的使用范围被限制在声明它的模块内；
4）在类中的 static 成员变量属于整个类所拥有，对类的所有对象只有一份拷贝；
5）在类中的 static 成员函数属于整个类所拥有，这个函数不接收 this 指针，因而只能访问类的 static 成员变量。
const 关键字：
1）欲阻止一个变量被改变，可以使用 const 关键字。在定义该 const 变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没
有机会再去改变它了；
2）对指针来说，可以指定指针本身为 const，也可以指定指针所指的数据为 const，或二者同时指定为 const；
3）在一个函数声明中，const 可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值；
4）对于类的成员函数，若指定其为 const 类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量；
5）对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为 const 类型，以使得其返回值不为“左值”。
例如：
const
classA operator*(const
classA& a1,const
classA& a2);
operator*的返回结果必须是一个 const 对象。如果不是，这样的变态代码也不会编译出错：
classA a, b, c；
(a * b) = c；
//对 a*b 的结果赋值
操作(a * b) = c 显然不符合编程者的初衷，也没有任何意义。
2.2、static 关键字的作用
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.
内存中的位置：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；
6
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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>);
1、对于函数定义和代码块之外的变量声明，static 修改标识符的链接属性，由默认的 external 变为 internal，作用域和存
储类型不改变，这些符号只能在声明它们的源文件中访问。
2、对于代码块内部的变量声明，static 修改标识符的存储类型，由自动变量改为静态变量，作用域和链接属性不变。这
种变量在程序执行之前就创建，在程序执行的整个周期都存在。
3、对于被 static 修饰的普通函数，其只能在定义它的源文件中使用，不能在其他源文件中被引用
4、对于被 static 修饰的类成员变量和成员函数，它们是属于类的，而不是某个对象，所有对象共享一个静态成员。静态
成员通过<类名>::<静态成员>来使用。
2.3、extern 关键字的作用
extern 置于变量或函数前，用于标示变量或函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块
中寻找其定义。它只要有两个作用：
当它与“C”一起连用的时候，如：extern "C" void fun(int a,int b);则告诉编译器在编译 fun 函数时候按着 C 的规矩
去翻译，而不是 C++的（这与 C++的重载有关，C++语言支持函数重载，C 语言不支持函数重载，函数被 C++编译器编
译后在库中的名字与 C 语言的不同）
当 extern 不与“C”在一起修饰变量或函数时，如：extern int g_Int；它的作用就是声明函数或全局变量的作用范围
的关键字，其声明的函数和变量可以在本模块或其他模块中使用。
2.4、volatile 关键字的作用
用来修饰变量的，表明某个变量的值可能会随时被外部改变，因此这些变量的存取不能被缓存到寄存器，每次使用
需要重新读取。
假如有一个对象 A 里面有一个 boolean 变量 a，值为 true,现在有两个线程 T1，T2 访问变量 a，
T1 把 a 改成了 false 后 T2 读取 a；
T2 这时读到的值可能不是 false，即 T1 修改 a 的这一操作，对 T2 是不可见的。
发生的原因可能是，针对 T2 线程，为了提升性能，虚拟机把 a 变量置入了寄存器（即 C 语言中的寄存器变量），
这样就会导致，无论 T2 读取多少次 a，a 的值始终为 true，因为 T2 读取了寄存器而非内存中的值。声明了 volatile 或
synchronized 后，就可以保证可见性，确保 T2 始终从内存中读取变量，T1 始终在内存中修改变量。总结：防止脏读，
增加内存屏障。
7
2.5、registr 和 typdef 关键字的作用
register 关键字的作用：
Create By No.5
请求 CPU 尽可能让变量值保存在 CPU 内部的寄存器中，减去 CPU 从内存中抓取数据的时间，提高程序运行效率。
使用 register 关键字应注意什么？
1、只有局部变量才可以被声明用 register 修饰
（register 不能修饰全局变量和函数的原因：全局变量可能被多个进程访问，而用 register 修饰的变量，只能被当前
进程访问）
2、不能用取地址获取用 register 修饰的变量的地址（原因：变量保存在寄存器中，而取地址获取的地址的是内存的地址）
3、用 register 修饰的变量一定要是 CPU 所接受的数据类型
typedef 关键字的作用：
给数据类型定义一个新名字，
1、提高了移植
2、简化复杂的类型声明，提高编码效率
3、解释数据类型的作用
2.6、explicit 关键字的作用
C++中，一个参数的构造函数(或者除了第一个参数外其余参数都有默认值的多参构造函数)， 承担了两个角色。
1 是个构造器
2 是个默认且隐含的类型转换操作符。
所以，有时候在我们写下如 AAA = XXX，这样的代码，且恰好 XXX 的类型正好是 AAA 单参数构造器的参数类型，这时
候编译器就自动调用这个构造器，创建一个 AAA 的对象。
这样看起来好象很酷，很方便。但在某些情况下（见下面权威的例子），却违背了我们（程序员）的本意。这时候
就要在这个构造器前面加上 explicit 修饰，指定这个构造器只能被明确的使用，不能作为类型转换操作符被隐含的使用。
class Test1{
public:
}
//普通构造函数
Test1(int n) {
num=n;
int num;
private:
};
class Test2{
public:
explicit Test2(int n) {
}
//explicit(显式)构造函数
//隐式调用其构造函数,成功
//编译错误,不能隐式调用其构造函数
//显式调用成功
num=n;
int num;
private:
};
int main()
{
Test1 t1=12;
Test2 t2=12;
Test2 t2(12);
return 0;
}
Test1 的构造函数带一个 int 型的参数，Test1 t1=12 会隐式转换成调用 Test1 的这个构造函数。而 Test2 的构造函
数被声明为 explicit（显式），这表示不能通过隐式转换来调用这个构造函数，因此 Test2 t2=12 会出现编译错误。
普通构造函数能够被隐式调用。而 explicit 构造函数只能被显式调用。
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