C++筆試面試題整理

朋友給出的一些常見的C++面試題，特整理以下，後期遇到新的再更新。

面試題

列舉並解釋C++中的四種運算符轉化，說明它們的不一樣點：

• static_cast: 在功能上基本上與C風格的類型轉換同樣強大，含義也同樣。它也有功能上限制。例如，你不能用static_cast象用C風格的類型轉換同樣把struct轉換成int類型或者把double類型轉換成指針類型，另外，static_cast不能從表達式中去除const屬性，由於另外一個新的類型轉換操做符const_cast有這樣的功能。
• const_cast: 用於類型轉換掉表達式的const或volatileness屬性。經過使用const_cast，你向人們和編譯器強調你經過類型轉換想作的只是改變一些東西的constness或者 volatileness屬性。這個含義被編譯器所約束。若是你試圖使用const_cast來完成修改constness 或者volatileness屬性以外的事情，你的類型轉換將被拒絕。
• dynamic_cast: 它被用於安全地沿着類的繼承關係向下進行類型轉換。這就是說，你能用dynamic_cast把指向基類的指針或引用轉換成指向其派生類或其兄弟類的指針或引用，並且你能知道轉換是否成功。失敗的轉換將返回空指針（當對指針進行類型轉換時）或者拋出異常（當對引用進行類型轉換時）。
• reinterpret_cast: 使用這個操做符的類型轉換，其的轉換結果幾乎都是執行期定義（implementation-defined）。所以，使用reinterpret_casts的代碼很難移植。reinterpret_casts的最普通的用途就是在函數指針類型之間進行轉換。

 

什麼是封裝?C++中是如何實現的？

封裝來源於信息隱藏的設計理念，是經過特性和行爲的組合來建立新數據類型讓接口與具體實現相隔離。

C++中是經過類來實現的，爲了儘可能避免某個模塊的行爲干擾同一系統中的其它模塊，應該讓模塊僅僅公開必須讓外界知道的接口。

 

什麼是動態特性？

在絕大多數狀況下，程序的功能是在編譯的時候就肯定下來的，咱們稱之爲靜態特性。

反之，若是程序的功能是在運行時刻才能肯定下來的，則稱之爲動態特性。

C++中，虛函數，抽象基類，動態綁定和多態構成了出色的動態特性。

 

對象在內存中是怎麼存放的？

在類對象的內存佈局中，若是有虛函數,首先是該類的vtbl指針，而後纔是對象數據,對象數據都是順序存放,固然會涉及到字節對齊,這樣會帶來存取效率的提高。

 

給你一個指針，並用new動態申請空間，在另外一個函數中釋放，不知道是申請的一個元素仍是一個數組的狀況下，怎麼肯定用delete仍是delete []？

不一樣的編譯器有不一樣的實現機制,比較經常使用的有兩種:

1. new 時,在第一個對象前面記錄分配了多少對象.
2. 使用鍵值,即key-value

For ex:

int *p = new int[n];

//p爲key,n爲value.

　　

C++中const有什麼做用？至少說明3種

• const用於定義常量：const定義的常量編譯器能夠對其進行數據靜態類型安全檢查。
• const修飾函數形式參數：當輸入參數爲用戶自定義類型和抽象數據類型時，將「值傳遞」改成「const＆傳遞」能夠提升效率。
• const修飾函數的返回值：若是給「指針傳遞」的函數返回值加const，則返回值不能被直接修改，且該返回值只能被賦值給const修飾的同類型指針。
• const修飾類的成員函數（函數定義體）：任何不須要修改數據成員的函數都應該使用const修飾，這樣即便不當心修改了數據成員或調用了非const成員函數，編譯器也會報錯。當const函數中使用到的變量被mutable修飾後，在const函數中能夠對其進行修改。常函數只能調用類中的常函數，不能調用很是函數。

 

 

C語言的volatile的含義是什麼。使用時會對編譯器有什麼暗示。

volatile的意思是易變的，也就是說，在程序運行過程當中，有一些變量可能會被莫名其妙的改變，而優化器爲了節約時間，有時候不會重讀這個變量的真實值，而是去讀在寄存器的備份，這樣的話，這個變量的真實值反而被優化器給「優化」掉了，用時髦的詞說就是被「和諧」了。若是使用了這個修飾詞，就是通知編譯器別犯懶，老老實實去從新讀一遍！可能我說的太「通俗」了，那麼我引用一下「大師」的標準解釋： volatile的本意是「易變的」。因爲訪問寄存器的速度要快過RAM,因此編譯器通常都會做減小存取外部RAM的優化，但有可能會讀髒數據。當要求使用volatile聲明的變量的值的時候，系統老是從新從它所在的內存讀取數據，即便它前面的指令剛剛從該處讀取過數據。並且讀取的數據馬上被保存。精確地說就是，優化器在用到這個變量時必須每次都當心地從新讀取這個變量的值，而不是使用保存在寄存器裏的備份。下面是volatile變量的幾個例子：

1).並行設備的硬件寄存器（如：狀態寄存器）

2).一箇中斷服務子程序中會訪問到的非自動變量(Non-automatic variables)

3).多線程應用中被幾個任務共享的變量嵌入式系統程序員常常同硬件、中斷、RTOS等等打交道，所用這些都要求volatile變量。不懂得volatile內容將會帶來災難

 

線程同步的方式

互斥鎖、條件變量和信號量

 

說下你對內存的瞭解？

1.棧 -由編譯器自動分配釋放

2.堆 -通常由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收

3.全局區(靜態區)，全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態變量在一塊區域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態變量在相鄰的另外一塊區域。-程序結束釋放

4.另外還有一個專門放常量的地方。-程序結束釋放

5程序代碼區，存放2進制代碼。

在函數體中定義的變量一般是在棧上，用malloc， calloc， realloc等分配內存的函數分配獲得的就是在堆上。在全部函數體外定義的是全局量，加了static修飾符後無論在哪裏都存放在全局區(靜態區)，在全部函數體外定義的static變量表示在該文件中有效，不能extern到別的文件用，在函數體內定義的static表示只在該函數體內有效。另外，函數中的"adgfdf"這樣的字符串存放在常量區。

 

 

在何時須要使用「常引用」？

若是既要利用引用提升程序的效率，又要保護傳遞給函數的數據不在函數中被改變，就應使用常引用。常引用聲明方式：const類型標識符 &引用名=目標變量名；

 

將「引用」做爲函數返回值類型的格式、好處和須要遵照的規則?

格式：類型標識符 &函數名（形參列表及類型說明）{ //函數體 }

好處：在內存中不產生被返回值的副本；（注意：正是由於這點緣由，因此返回一個局部變量的引用是不可取的。由於隨着該局部變量生存期的結束，相應的引用也會失效，產生runtime error!

注意事項：

（1）不能返回局部變量的引用。這條能夠參照Effective C++[1]的Item 31。主要緣由是局部變量會在函數返回後被銷燬，所以被返回的引用就成爲了"無所指"的引用，程序會進入未知狀態。

（2）不能返回函數內部new分配的內存的引用。這條能夠參照Effective C++[1]的Item 31。雖然不存在局部變量的被動銷燬問題，可對於這種狀況（返回函數內部new分配內存的引用），又面臨其它尷尬局面。例如，被函數返回的引用只是做爲一個臨時變量出現，而沒有被賦予一個實際的變量，那麼這個引用所指向的空間（由new分配）就沒法釋放，形成memory leak。

（3）能夠返回類成員的引用，但最好是const。這條原則能夠參照Effective C++[1]的Item 30。主要緣由是當對象的屬性是與某種業務規則（business rule）相關聯的時候，其賦值經常與某些其它屬性或者對象的狀態有關，所以有必要將賦值操做封裝在一個業務規則當中。若是其它對象能夠得到該屬性的很是量引用（或指針），那麼對該屬性的單純賦值就會破壞業務規則的完整性。

（4）流操做符重載返回值申明爲「引用」的做用：

流操做符<<和>>，這兩個操做符經常但願被連續使用，例如：cout << "hello" << endl;所以這兩個操做符的返回值應該是一個仍然支持這兩個操做符的流引用。可選的其它方案包括：返回一個流對象和返回一個流對象指針。可是對於返回一個流對象，程序必須從新（拷貝）構造一個新的流對象，也就是說，連續的兩個<<操做符其實是針對不一樣對象的！這沒法讓人接受。對於返回一個流指針則不能連續使用<<操做符。所以，返回一個流對象引用是唯一選擇。這個惟一選擇很關鍵，它說明了引用的重要性以及無可替代性，也許這就是C++語言中引入引用這個概念的緣由吧。

賦值操做符=。這個操做符象流操做符同樣，是能夠連續使用的，例如：x = j = 10;或者(x=10)=100;賦值操做符的返回值必須是一個左值，以即可以被繼續賦值。所以引用成了這個操做符的唯一返回值選擇。

 

全局變量和局部變量有什麼區別？是怎麼實現的？操做系統和編譯器是怎麼知道的？

生命週期不一樣：

全局變量隨主程序建立和建立，隨主程序銷燬而銷燬；局部變量在局部函數內部，甚至局部循環體等內部存在，退出就不存在；

使用方式不一樣：經過聲明後全局變量程序的各個部分均可以用到；局部變量只能在局部使用；分配在棧區。

操做系統和編譯器經過內存分配的位置來知道的，全局變量分配在全局數據段而且在程序開始運行的時候被加載。局部變量則分配在堆棧裏面。

與全局對象相比，使用靜態數據成員有什麼優點？

主要有如下所述兩種優點。

靜態數據成員沒有進入程序的全局名字空間，所以不存在程序中其餘全局名字衝突的問題。

使用靜態數據成員能夠隱藏信息。由於靜態成員能夠是Private成員，而全局對象不能。

 

有哪幾種狀況只能用初始化列表，而不能用賦值？

當類中含有const、引用成員變量以及基類的構造函數都須要初始化列表。

 

虛函數是怎麼實現的？

簡單地說，虛函數是經過虛函數表實現的。事實上，若是一個類中含有虛函數，則系統會爲這個類分配一個指針成員指向一張虛函數表（vtbl)，表中每一項指向一個虛函數的地址，實現上就是一個函數指針的數組。

 

什麼是多態？

答：多態是指相同的操做或函數、過程可做用於多種類型的對象上並得到不一樣的結果。不一樣的對象，收到同一消息能夠產生不一樣的結果，這種現象稱爲多態。

 

請用簡單的語言告訴我C++是什麼？

C++是在C語言的基礎上開發的一種面向對象編程語言，應用普遍。C++支持多種編程範式－－面向對象編程、泛型編程和過程化編程。其編程領域衆廣，經常使用於系統開發，引擎開發等應用領域，是最受廣大程序員受用的最強大編程語言之一,支持類：類、封裝、重載等特性!

 

new、delete、malloc、free關係

delete會調用對象的析構函數,和new對應free只會釋放內存，

new調用構造函數。

malloc與free是C++/C語言的標準庫函數，new/delete是C++的運算符。它們均可用於申請動態內存和釋放內存。對於非內部數據類型的對象而言，光用maloc/free沒法知足動態對象的要求。對象在建立的同時要自動執行構造函數，對象在消亡以前要自動執行析構函數。因爲malloc/free是庫函數而不是運算符，不在編譯器控制權限以內，不可以把執行構造函數和析構函數的任務強加於malloc/free。所以C++語言須要一個能完成動態內存分配和初始化工做的運算符new，以及一個能完成清理與釋放內存工做的運算符delete。注意new/delete不是庫函數。

 

main函數執行之前，還會執行什麼代碼？

全局對象的構造函數會在main函數以前執行。

 

全局變量和局部變量有什麼區別？是怎麼實現的？操做系統和編譯器是怎麼知道的？

生命週期不一樣：

全局變量隨主程序建立和建立，隨主程序銷燬而銷燬；局部變量在局部函數內部，甚至局部循環體等內部存在，退出就不存在；

使用方式不一樣：經過聲明後全局變量程序的各個部分均可以用到；局部變量只能在局部使用；分配在棧區。

操做系統和編譯器經過內存分配的位置來知道的，全局變量分配在全局數據段而且在程序開始運行的時候被加載。局部變量則分配在堆棧裏面。

 

指針和引用的區別？

1.指針是一個變量，只不過這個變量存儲的是一個地址，指向內存的一個存儲單元；而引用僅是個別名；

2.引用使用時無需解引用(*)，指針須要解引用；

3.引用只能在定義時被初始化一次，以後不可變；指針可變；

4.引用沒有 const，指針有 const；

5.引用不能爲空，指針能夠爲空；

6.「sizeof引用」獲得的是所指向的變量(對象)的大小，而「sizeof指針」獲得的是指針自己的大小；

7.指針和引用的自增(++)運算意義不同；

8.指針能夠有多級，可是引用只能是一級（int **p；合法而 int &&a是不合法的）

9.從內存分配上看：程序爲指針變量分配內存區域，而引用不須要分配內存區域。

 

靜態函數存在的意義?

靜態私有成員在類外不能被訪問，可經過類的靜態成員函數來訪問；

當類的構造函數是私有的時，不像普通類那樣實例化本身，只能經過靜態成員函數來調用構造函數。

 

是否是一個父類寫了一個virtual函數，若是子類覆蓋它的函數不加virtual,也能實現多態?

virtual修飾符會被隱形繼承的。

virtual可加可不加,子類覆蓋它的函數不加virtual,也能實現多態。

 

函數重載是什麼意思?它與虛函數的概念有什麼區別?

函數重載是一個同名函數完成不一樣的功能，編譯系統在編譯階段經過函數參數個數、參數類型不一樣，函數的返回值來區分該調用哪個函數，即實現的是靜態的多態性。可是記住：不能僅僅經過函數返回值不一樣來實現函數重載。而虛函數實現的是在基類中經過使用關鍵字virtual來申明一個函數爲虛函數，含義就是該函數的功能可能在未來的派生類中定義或者在基類的基礎之上進行擴展，系統只能在運行階段才能動態決定該調用哪個函數，因此實現的是動態的多態性。它體現的是一個縱向的概念，也即在基類和派生類間實現。

 

delete與delete[]區別：

delete只會調用一次析構函數，而delete[]會調用每個成員的析構函數。

 

繼承的優缺點。

1、類繼承是在編譯時刻靜態定義的，且可直接使用，

2、類繼承能夠較方便地改變父類的實現。

缺點：

1、由於繼承在編譯時刻就定義了，因此沒法在運行時刻改變從父類繼承的實現

2、父類一般至少定義了子類的部分行爲，父類的任何改變均可能影響子類的行爲

3、若是繼承下來的實現不適合解決新的問題，則父類必須重寫或被其餘更適合的類替換。這種依賴關係限制了靈活性並最終限制了複用性。

 

在何時須要使用「常引用」?

若是既要利用引用提升程序的效率，又要保護傳遞給函數的數據不在函數中被改變，就應使用常引用。

 

什麼函數不能聲明爲虛函數?

構造函數（constructor）

 

不能作switch()的參數類型是：

switch的參數不能爲實型。

 

CMemoryState主要功能是什麼

查看內存使用狀況，解決內存泄露問題。

 

簡述全局變量的優缺點?

全局變量也稱爲外部變量，它是在函數外部定義的變量，它屬於一個源程序文件，它保存上一次被修改後的值，便於數據共享，但不方便管理，易引發意想不到的錯誤。

 

什麼是指針?談談你對指針的理解?

指針是一個變量，該變量專門存放內存地址；

指針變量的類型取決於其指向的數據類型，在所指數據類型前加*

指針變量的特色是它能夠訪問所指向的內存。

 

當一個類A中沒有生命任何成員變量與成員函數,這時sizeof(A)的值是多少，請解釋一下編譯器爲何沒有讓它爲零。

爲1。舉個反例，若是是零的話，聲明一個classA[10]對象數組，而每個對象佔用的空間是零，這時就沒辦法區分A[0],A[1]…了。

 

對於一個頻繁使用的短小函數,在C語言中應用什麼實現,在C++中應用什麼實現?

c用宏定義，c++用inline

 

描述實時系統的基本特性

在特定時間內完成特定的任務，實時性與可靠性。

 

友元關係有什麼特性?

單向的，非傳遞的，不能繼承的。

 

成員函數經過什麼來區分不一樣對象的成員數據?爲何它可以區分?

答：經過this指針指向對象的首地址來區分的。

 

對象都具備的兩方面特徵是什麼?分別是什麼含義?

答：對象都具備的特徵是：靜態特徵和動態特徵。

靜態特徵是指能描述對象的一些屬性（成員變量），動態特徵是指對象表現出來的行爲（成員函數）

 

在頭文件中進行類的聲明，在對應的實現文件中進行類的定義有什麼意義?

這樣能夠提升編譯效率，由於分開的話只須要編譯一次生成對應的.obj文件後，再次應用該類的地方，這個類就不會被再次編譯，從而大大的提升了編譯效率。

 

在類外有什麼辦法能夠訪問類的非公有成員?

友元，繼承，公有成員函數。

 

C++是在何時給變量分配的內存

函數內的局部變量是在函數體執行前分配空間。函數執行完畢後回收空間。

靜態變量是在程序運行時分配空間。程序結束時回收空間。

使用new或者malloc建立的變量是在調用new，malloc函數的時候進行分配。調用delete，free函數的時候進行回收。