2019 C/C++《阿里》面試題總結

1、C和C++的區別是什麼？

 

C是面向過程的語言，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中函數不能進行重載，C++函數能夠重載

C++在C的基礎上增添類，C是一個結構化語言，它的重點在於算法和數據結構。C程序的設計首要考慮的是如何經過一個過程，對輸入（或環境條件）進行運算處理獲得輸出（或實現過程（事務）控制），而對於C++，首要考慮的是如何構造一個對象模型，讓這個模型可以契合與之對應的問題域，這樣就能夠經過獲取對象的狀態信息獲得輸出或實現過程（事務）控制。

C++中struct和class除了默認訪問權限外，別的功能幾乎都相同。

2、關鍵字static、const、extern做用

 

static和const的做用在描述時主要從類內和類外兩個方面去講：

static關鍵字的做用：

 

（1）函數體內static變量的做用範圍爲該函數體，該變量的內存只被分配一次，所以其值在下次調用時仍維持上次的值；

（2）在模塊內的static全局變量和函數能夠被模塊內的函數訪問，但不能被模塊外其它函數訪問；

（3）在類中的static成員變量屬於整個類所擁有，對類的全部對象只有一份拷貝；

（4）在類中的static成員函數屬於整個類所擁有，這個函數不接收this指針，於是只能訪問類的static成員變量。

const關鍵字的做用：

 

（1）阻止一個變量被改變

（2）聲明常量指針和指針常量

（3）const修飾形參，代表它是一個輸入參數，在函數內部不能改變其值

（4）對於類的成員函數，若指定其爲const類型，則代表其是一個常函數，不能修改類的成員變量(const成員通常在成員初始化列表處初始化)

（5）對於類的成員函數，有時候必須指定其返回值爲const類型，以使得其返回值不爲」左值」。

extern關鍵字的做用：

 

（1）extern能夠置於變量或者函數前，以標示變量或者函數的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數時在其餘模塊中尋找其定義。

（2）extern "C"的做用是讓 C++ 編譯器將extern "C"聲明的代碼看成 C 語言代碼處理，能夠避免 C++ 因符號修飾致使代碼不能和C語言庫中的符號進行連接。

3、sizeof和strlen的區別

 

（1）sizeof是運算符，而strlen是函數；

（2）sizeof的用法是sizeof(參數)，這個參數能夠是數組，指針，類型，對象，甚至是函數，其值在編譯的時候就計算好了，而strlen的參數必須是字符型指針（char*）,其值必須在函數運行的時候才能計算出來；

（3） sizeof的功能是得到保證能容納實現的創建的最大對象的字節的大小，而strlen的功能是返回字符串的長度，切記這裏的字符串的長度是包括結束符的；

（4）當數組做爲參數傳遞給函數的時候，傳的是指針，而不是數組，傳遞數組的首地址；

char str[20] = "0123456789";
int a = strlen(str);  //10
int b = sizeof(str);//20

　　

4、指針和引用的區別

 

（1）指針：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；而引用跟原來的變量實質上是同一個東西，只不過是原變量的一個別名而已。

（2）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）

（3）指針的值能夠爲空，可是引用的值不能爲NULL，而且引用在定義的時候必須初始化

（4）指針的值在初始化後能夠改變，即指向其它的存儲單元，而引用初始化後就不會再改變。

（5）"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。

（6）做爲參數傳遞時，兩者有本質不一樣：指針傳參本質是值傳遞，被調函數的形參做爲局部變量在棧中開闢內存以存放由主調函數放進來的實參值，從而造成實參的一個副本。而引用傳遞時，被調函數對形參的任何操做都會經過一個間接尋址的方式影響主調函數中的實參變量。

若是想經過指針參數傳遞來改變主調函數中的相關變量，可使用指針的指針或者指針引用。

五 、指針數組、數組指針、函數指針

 

指針數組：首先它是一個數組，數組的元素都是指針，數組佔多少個字節由數組自己的大小決定，每個元素都是一個指針，在32 位系統下任何類型的指針永遠是佔4 個字節。它是「儲存指針的數組」的簡稱。

數組指針：首先它是一個指針，它指向一個數組。在32 位系統下任何類型的指針永遠是佔4 個字節，至於它指向的數組佔多少字節，不知道，具體要看數組大小。它是「指向數組的指針」的簡稱。

一個小栗子：

 

    int arr[] ={1,2,3,4,5};
    int *ptr =(int *)(&arr+1);  //2  5
    int *ptr =(int *)(arr+1);   //2  1
    cout<<*(arr+1)<<" "<<*(ptr-1)<<endl;

　　

//數組名arr能夠做爲數組的首地址，而&a是數組的指針。 //arr和&arr指向的是同一塊地址，但他們+1後的效果不一樣，arr+1是一個元素的內存大小（增長4） //而&arr+1增長的是整個數組的內存 

數組指針(行指針)

  int a[2][3] = {{1,2,3},{4,5,6}};
    int (*p)[3];
    p = a;
    p++;
    cout<<**p<<endl;  //4  the second rank

　　

 

6、C++內存佈局

C/C++程序編譯時內存分爲5大存儲區

 

（1）棧區（stack）：由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值，局部變量值等，其操做方法相似數據結構中的棧。

（2）堆區（heap）：通常由程序員分配釋放，與數據結構中的堆毫無關係，分配方式相似於鏈表。

（3）全局/靜態區（static）：全局變量和靜態變量的存儲是放在一塊兒的，在程序編譯時分配。

（4）文字常量區：存放常量字符串。

（5）程序代碼區：存放函數體（類的成員函數、全局函數）的二進制代碼

 

int a=0; //全局初始化區
char *p1; //全局未初始化區
void main()
{
	int b; //棧
	char s[]="bb"; //棧
	char *p2; //棧
	char *p3="123"; //其中，「123\0」常量區，p3在棧區
	static int c=0; //全局區
	p1=(char*)malloc(10); //10個字節區域在堆區
	strcpy(p1,"123"); //"123\0"在常量區，編譯器 可能 會優化爲和p3的指向同一塊區域
｝

　　

 

C/C++內存分配有三種方式：

 

（1）從靜態存儲區域分配。內存在程序編譯的時候就已經分配好，這塊內存在程序的整個運行期間都存在。例如全局變量，static變量。

（2）在棧上建立。在執行函數時，函數內局部變量的存儲單元均可以在棧上建立，函數執行結束時這些存儲單元自動被釋放。

棧內存分配運算內置於處理器的指令集中，效率很高，可是分配的內存容量有限。

（3）從堆上分配，亦稱動態內存分配。程序在運行的時候用malloc或new申請任意多少的內存，程序員本身負責在什麼時候用free或delete釋放內存。

動態內存的生存期由程序員決定，使用很是靈活，但若是在堆上分配了空間，就有責任回收它，不然運行的程序會出現內存泄漏。

另外頻繁地分配和釋放不一樣大小的堆空間將會產生堆內碎塊。

7、堆和棧的區別

 

（1）申請方式

stack:

由系統自動分配。例如，聲明在函數中一個局部變量 int b; 系統自動在棧中爲b開闢空間

heap:

須要程序員本身申請，並指明大小，在c中malloc函數

 

如p1 = (char *)malloc(10);

在C++中用new運算符

如p2 = (char *)malloc(10);

可是注意p一、p2自己是在棧中的。

 

（2）申請後系統的響應

棧：只要棧的剩餘空間大於所申請空間，系統將爲程序提供內存，不然將報異常提示棧溢出。

堆： 首先應該知道操做系統有一個記錄空閒內存地址的鏈表，當系統收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大於所申請空間的堆結點，而後將該結點從空閒 結點鏈表中刪除，並將該結點的空間分配給程序，另外，對於大多數系統，會在這塊內存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的delete語句才能正確的釋放本內存空間。另外，因爲找到的堆結點的大小不必定正好等於申請的大小，系統會自動的將多餘的那部分從新放入空閒鏈表中。

（3）申請大小的限制及生長方向

棧：在Windows下,棧是向低地址擴展的數據結構，是一塊連續的內存的區域。這句話的意思是棧頂的地址和棧的最大容量是系統預先規定好的，在WINDOWS下，棧的大小是2M（也多是1M，它是一個編譯時就肯定的常數），若是申請的空間超過棧的剩餘空間時，將提示overflow。所以，能從棧得到的空間較小 。

堆：堆是向高地址擴展的數據結構，是不連續的內存區域。這是因爲系統是用鏈表來存儲的空閒內存地址的，天然是不連續的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限於計算機系統中有效的虛擬內存。因而可知，堆得到的空間比較靈活，也比較大。

（4）申請效率的比較：

棧由系統自動分配，速度較快。但程序員是沒法控制的。

堆是由new分配的內存，通常速度比較慢，並且容易產生內存碎片,不過用起來最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配內存，他不是在堆，也不是在棧是直接在進程的地址空間中保留一快內存，雖然用起來最不方便。可是速度快，也最靈活。

（5）堆和棧中的存儲內容

棧：在函數調用時，第一個進棧的是主函數中後的下一條指令（函數調用語句的下一條可執行語句）的地址，而後是函數的各個參數，在大多數的C編譯器中，參數是由右往左入棧的，而後是函數中的局部變量。注意靜態變量是不入棧的。

當本次函數調用結束後，局部變量先出棧，而後是參數，最後棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數中的下一條指令，程序由該點繼續運行。

堆：通常是在堆的頭部用一個字節存放堆的大小。堆中的具體內容有程序員安排。

8、malloc/free 、new/delete區別

 

（1）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。

（2）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。

（3）C++程序常常要調用C函數，而C程序只能用malloc/free管理動態內存。

（4）new能夠認爲是malloc加構造函數的執行。new出來的指針是直接帶類型信息的。而malloc返回的都是void指針。

九 、常見的內存錯誤及對策

 

（1）內存還沒有分配成功，卻使用了它；

 

解決辦法：在使用內存以前檢查指針是否爲NULL。若是指針p是函數的參數，那麼在函數的入口使用assert(p != NULL) 進行檢查，若是是用malloc或者new來申請的，應該用

if (p == NULL)或者 if (p != NULL)來進行防錯處理。

（2）內存分配雖然成功，可是還沒有初始化就引用它；

錯誤緣由：一是沒有初始化的觀念，二是誤覺得內存的缺省初值全爲零，致使引用初值錯誤（如數組）。

解決辦法：內存的缺省初值是什麼並無統一的標準，儘管有些時候爲零值，可是寧肯信其有，不可信其無，不管以何種方式建立數組，都要賦初值。

 

（3）內存分配成功並初始化，可是超過了內存的邊界；

這種問題常出如今數組越界，寫程序是要仔細。

（4）忘記釋放內存，形成內存泄露；

含有這種錯誤的函數每次被調用都會丟失一塊內存，開始時內存充足，看不到錯誤，但終有一次程序死掉，報告內存耗盡。

（5）釋放了內存卻繼續使用它

產生緣由：1.程序中的對象調用關係過於複雜，難以搞清楚某個對象到底是否已經釋放了內存，此時應該從新設計數據結構，從根本上解決對象管理的混亂局面。

2.函數return語句寫錯了，注意不要返回指向「棧內存」的指針或者引用，由於該內存在函數體結束時理論上被自動銷燬。

3.使用free或者delete釋放了內存後，沒有將指針設置爲null,致使產生野指針。

解決辦法：當心仔細。

內存管理須要遵循的規則

 

（1）用malloc 或者 new 申請內存以後，應該當即檢查指針值是否爲 NULL ，防止使用指針值爲NULL的內存；

（2）不要忘記數組和動態內存賦初值，防止未被初始化的內存做爲右值使用；

（3）避免數組或者指針下標越界，特別要小心「多1」或者「少1」的操做；

（4）動態內存的申請與釋放必須配對，防止內存泄露；

（5）用free或者delete釋放了內存以後，當即將指針設置爲NULL，防止產生「野指針」；

10、字節對齊問題

爲何要使用字節對齊？

 

字節對齊是C/C++編譯器的一種技術手段，主要是在可接受空間浪費的前提下，儘量地提升對相同元素過程的快速處理。（好比32位系統，4字節對齊能使CPU訪問速度提升）

須要字節對齊的根本緣由在於CPU訪問數據的效率問題。

字節對齊的原則

精美面試題。

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