C++ 後臺開發面試時通常考察什麼？

時間 2019-11-07

標籤 c++ 後臺開發面試通常考察什麼欄目 C&C++ 简体版

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今天晚上「高性能服務器開發」QQ羣(羣號：49114021，有興趣的讀者能夠加一下)裏面一名叫「成都-go-戒炸雞」的羣友提出了他最近面試的一些面試題，面試題內容我的以爲很是典型、也很是有表明性和針對性，故拿出來與你們分享一下，也感謝他的分享。成都-go-戒炸雞說：java

「今天面試，我沒答出來的有redis持久化機制，redis銷燬方式機制，mq實現原理，c++虛函數，hash衝突的解決，memcached一致性哈希，socket函數select的缺陷，epoll模型，同步互斥，異步非阻塞，回調的概念，innodb索引原理，單向圖最短路徑，動態規劃算法。」linux

爲了不問題有歧義，面試題略有修改。c++

思路分析

從面試題的內容能夠看出，這是一個後臺開發的職位。面試

除了關於 c++ 虛函數這個問題之外，其餘的大多數問題都與哪一種編程語言關係不大，大多數是原理性和基礎性的問題，少數是工做經驗問題，筆者試着給你們分析。redis

語言基礎

C++ 虛函數這是面試初、中級 C ++ 職位一個機率95%以上的面試題。通常有如下幾種問法：算法

在有繼承關係的父子類中，構建和析構一個子類對象時，父子構造函數和析構函數的執行順序分別是怎樣的？數據庫
在有繼承關係的類體系中，父類的構造函數和析構函數必定要申明爲 virtual 嗎？若是不申明爲 virtual 會怎樣？編程
什麼是 C++ 多態？C++ 多態的實現原理是什麼？bash
什麼是虛函數？虛函數的實現原理是什麼？服務器
什麼是虛表？虛表的內存結構佈局如何？虛表的第一項（或第二項）是什麼？
菱形繼承（類D同時繼承B和C，B和C又繼承自A）體系下，虛表在各個類中的佈局如何？若是類B和類C同時有一個成員變了m，m如何在D對象的內存地址上分佈的？是否會相互覆蓋？

算法與數據結構基礎

說到算法和數據結構，對於社招人士和對於應屆生通常是不同的，對於大的互聯網公司和通常的小的企業也是不同的。下面根據我當面試官面試別人和找工做被別人面試經驗來談一談。

先說考察的內容，除了一些特殊的崗位，常見的算法和數據結構面試問題有以下：

排序（常考的排序按頻率考排序爲：快速排序 > 冒泡排序 > 歸併排序 > 桶排序）

通常對於對算法基礎有要求的公司，若是你是應屆生或者工做經驗在一至三年內，以上算法若是寫不出來，給面試官的影響會很是很差，甚至直接被 pass 掉。對於工做三年以上的社會人士，若是寫不出來，可是能分析出其算法複雜度、最好和最壞的狀況下的複雜度，說出算法大體原理，在多數面試官面前也能夠過的。注意，若是你是學生，寫不出來或者寫的不對，基本上面試過不了。

二分查找

二分查找的算法儘可能要求寫出來。固然，大多數面試官並不會直接問你二分查找，而是結合具體的場景，例如如何求一個數的平方根，這個時候你要能想到是二分查找。我在2017年年末，面試agora時，面試官問了一個問題：如何從全部不少的ip地址中快速找個某個ip地址。
鏈表

不管是應屆生仍是工做年限不長的社會人士，璉表常見的操做必定要熟練寫出來，如鏈表的查找、定位、反轉、鏈接等等。還有一些經典的問題也常常被問到，如兩個鏈表如何判斷有環（我在2017年面試餓了麼二面、上海黃金交易所一面被問過）。鏈表的問題通常不難，可是鏈表的問題存在很是多的「坑」，如不少人不注意邊界檢查、空鏈表、返回一個鏈表的函數應該返回鏈表的頭指針等等。
隊列與棧

對於應屆生來講通常這一類問的比較少，可是對於社會人士尤爲是中高級崗位開發，會結合相關的問題問的比較多，例如讓面試者利用隊列寫一個多線程下的生產者和消費者程序，全面考察的多線程的資源同步與競態問題（下文介紹多線程面試題時詳細地介紹）。

棧通常對於基礎要求高的面試，會結合函數調用實現來問。即函數如何實現的，包括函數的調用的幾種常見調用方式、參數的入棧順序、內存棧在地址從高向低擴展、棧幀指針和棧頂指針的位置、函數內局部變量在棧中的內存分佈、函數調用結束後，調用者和被調用者誰和如何清理棧等等。某年面試京東一基礎部門，面試官讓寫從0加到100這樣一個求和算法，而後寫其彙編代碼。
哈希表

哈希表是考察最多的數據結構之一。常見的問題有哈希衝突的檢測、讓面試者寫一個哈希插入函數等等。基本上一場面試下來不考察紅黑樹基本上就會問哈希表，並且問題可淺可深。我印象比較深入的是，當年面試百度廣告推薦部門時，二面問的一些關於哈希表的問題。當時面試官時先問的鏈表，接着問的哈希衝突的解決方案，後來讓寫一個哈希插入算法，這裏須要注意的是，你的算法中插入的元素必定要是通用元素，因此對於 C++ 或者 Java 語言，必定要使用模板這一類參數做爲哈希插入算法的對象。而後，就是哈希表中多個元素衝突時，某個位置的元素使用鏈表日後穿成一串的方案。最終考察 linux 下 malloc（下面的ptmalloc）函數在頻繁調用形成的內存碎片問題，以及開源方案解決方案 tcmalloc 和 jemalloc。整體下來，面試官是一步步引導你深刻。（有興趣的讀者能夠自行搜索，網上有不少相關資料）
樹

面試高頻的樹是紅黑樹，也有一部分是B樹（B+樹）。

紅黑樹通常的問的深淺不一，大多數面試官只要能說出紅黑樹的概念、左旋右旋的方式、分析出查找和插入的平均算法複雜度和最好最壞時的算法複雜度，並不要寫面試者寫出具體代碼實現。通常 C++ 面試問 stl 的map，java 面試問 TreeMap 基本上就等於開始問你紅黑樹了，要有內心準備。筆者曾經面試愛奇藝被問過紅黑樹。

B樹通常不會直接問，問的最多的形式是經過問 MySQL 索引實現原理（數據庫知識點將在下文中討論）。筆者面試騰訊看點部門二面被問到過。
圖

圖的問題就我我的面試歷來沒遇到過，不過據我某位哥哥所說，他在進三星電子以前有一道面試題就是深度優先和廣度優先問題。
其餘的一些算法

如A*尋路、霍夫曼編碼也偶爾會在某一個領域的公司的面試中被問到，如寶開（《植物大戰殭屍》的母公司，在上海人民廣場附近有分公司）。

編碼基本功

還有一類面試題很差分類，筆者姑且將其看成是考察編碼基本功，這類問題既能夠考察算法也能夠考察你寫代碼基本素養，這些素養不只包括編碼風格、計算機英語水平、調試能力等，還包括你對細節的掌握和易錯點理解，若有意識地對邊界條件的檢查和非法值的過濾。請讀者看如下的代碼執行結果是什麼？（筆者2011年去北京中關村的鼎普面試的問題）

for(char i = 0; i < 256; ++i) 
{ 
    printf("%d\n", i);
}
複製代碼

下面再列舉幾個常見的編碼題：

實現一個 memmov 函數

這個題目考查點在於 memmov 函數與 memcpy 函數的區別，這二者對於源地址與目標地址內存有重疊的這一狀況的處理方式是不同的。
實現strcpy或strncpy函數

這個函數寫出來沒啥難度，可是除了邊界條件須要檢查之外，還有一個容易被忽視的地方即其返回值必定要是目標內存地址，以支持所謂的鏈式拷貝。即：
```
strcpy(dest3, strcpy(dest2, strcpy(dest1, src1)));
複製代碼
```
實現atoi函數

這個函數的簽名以下：
```
int atoi(const char* p);
複製代碼
```
容易疏忽的地方有以下幾點：
小數點問題，如數字0.123和.123都是合法的；
正負號問題，如+123和-123；
考慮如何識別第一個非法字符問題，如123Z89，則應轉換成應該123。

我在面試掌門科技（無線萬能鑰匙那一家）就遇到過這樣的問題。

多線程開發基礎

現現在的多核CPU早已是司空見慣，而多線程編程早已是「飛入尋常百姓家」。對於大多數桌面應用（與 Web 開發相對），尤爲是像後臺開發這樣的崗位，且面試者是社會人員（有必定的工做經驗），若是面試者不熟悉多線程編程，那麼通常會被直接 pass 掉。

這裏說的「熟悉多線程編程」到底熟悉到什麼程度呢？通常包括：知道何種場合下須要新建新的線程、線程如何建立和等待、線程與進程的關係、線程局部存儲（TLS 或者叫 thread local）、多線程訪問資源產生競態的緣由和解決方案等等、熟練使用所在操做系統平臺提供的線程同步的各類原語。

對於 C++ 開發者，你須要：

對於 Windows 開發者，你須要熟練使用 Interlock系列函數、CriticalSection、Event、Mutex、Semphore等API 函數和兩個重要的函數 WaitForSingleObject、WaitForMultipleObjects。
對於linux 開發者，你須要熟練使用 mutex、semphore、condition_variable、read-write-lock 等操做系統API。

對於 Java，你須要熟悉使用 synchronized關鍵字、CountDownLatch、CyclicBarrier、Semaphore以及java.util.concurrent 等包中的大多數線程同步對象。

數據庫

數據庫知識通常在大的互聯網企業對應屆生不作硬性要求，對於小的互聯網企業或社會人士通常有必定的要求。其要求通常包括：

熟悉基本 SQL 操做

包括增刪改查（insert、delete、update、select語句），排序 order，條件查詢（where 子語句），限制查詢結果數量（LIMIT語句）等
稍微高級一點的 SQL 操做（如Group by，in，join，left join，多表聯合查詢，別名的使用，select 子語句等）
索引的概念、索引的原理、索引的建立技巧
數據庫自己的操做，建庫建表，數據的導入導出
數據庫用戶權限控制（權限機制）
MySQL的兩種數據庫引擎的區別
SQL 優化技巧

網絡編程

網絡編程這一塊，對於應屆生或者初級崗位通常只會問一些基礎網絡通訊原理（如三次握手和四次揮手）的socket 基礎 API 的使用，客戶端與服務器端網絡通訊的流程（回答【客戶端建立socket -> 鏈接server ->收發數據；服務器端建立socket -> 綁定ip和端口號 -> 啓動偵聽 ->接受客戶端鏈接 ->與客戶端通訊收發數據】便可）、TCP 與 UDP的區別等等。

對於工做經驗三年之內的社會人士或者一些中級面試者通常會問一些稍微重難點問題，如 select 函數的用法，非阻塞 connect 函數的寫法，epoll 的水平和邊緣模式、阻塞socket與非阻塞socket的區別、send/recv函數的返回值情形、reuse_addr選項等等。Windows 平臺可能還會問 WSAEventSelect 和 WSAAsyncSelect 函數的用法、完成端口（IOCP模型）。

對於三年以上尤爲是「號稱」本身設計過服務器、看過開源網絡通訊庫代碼的面試者，面試官通常會深刻問一些問題，這類問題要麼是實際項目中常見的難題或者網絡通訊細節，根據個人經驗，通常有這樣一些問題：

nagle算法；
keepalive選項；
Linger選項；
對於某一端出現大量CLOSE_WAIT 或者 TIME_WAIT如何解決；
通信協議如何設計或如何解決數據包的粘包與分片問題；
心跳機制如何設計；（可能不會直接問問題自己，如問如何檢查死鏈）
斷線重連機制如何設計；
對 IO Multiplexing 技術的理解；
收發數據包正確的方式，收發緩衝區如何設計；
優雅關閉；
定時器如何設計；
epoll 的實現原理。

舉個例子，讓讀者感覺一下，筆者曾去BiliBili被問過這樣一個問題：若是A機器與B機器網絡 connect 成功後從未互發過數據，此時其中一機器忽然斷電，則另一臺機器與斷電的機器之間的網絡鏈接處於哪一種狀態？

內存數據庫技術

時下以NoSql key-value爲思想的內存數據庫大行其道，普遍地用於各類後臺項目開發。因此熟悉一種或幾種內存數據庫程序已是面試後臺開發的基本要求，而這當中以 redis 和 memcached 爲最典型表明，這裏以 redis 爲例。

第一層面通常是對 redis 的基礎用法的考察

如考察 redis 支持的基礎數據類型、redis的數據持久化、事務等。
第二層面不只考察 redis 的基礎用法，還會深刻到 redis 源碼層面上，如 redis 的網絡通訊模型、redis 各類數據結構的實現等等。

筆者覺得，不管是從找工做應付面試仍是從提升技術的角度，redis 是一個很是值得學習的開源軟件，但願廣大讀者有意識地去了解、學習它。

項目經驗

除了社會招聘和一些小型的企業，通常的大型互聯網公司對應屆生不會作過多的項目經驗要求，而是但願他們算法與數據結構等基礎紮實、動手實踐能力強便可。對於通常的小公司，對於應屆生會要求其至少熟練使用一門編程語言以及相應的開發工具，號稱熟悉linux C++ 開發的面試者，不熟悉 GDB 調試基本上不是真正的熟悉 linux C++ 開發；號稱熟悉彙編或者反彙編，不熟悉 IDA 或者 OllyDbg，基本上也是名不符實的；號稱熟悉 VC++ 開發，連F八、F九、F十、F十一、F12等快捷鍵不熟悉也是難以經得住面試官的提問的；號稱熟悉 Java 開發的卻對 IDEA 或 eclipse 陌生，這也是說不過去的。

這裏給一些學歷不算好，學校不是很是有名，尤爲是二本如下的廣大想進入 IT 行業的同窗一個建議，在大學期間除了要學好計算機專業基礎知識之外，必定要熟練使用一門編程語言以及相應的開發工具。

關於項目經驗，許多面試者認爲必定要是本身參與的項目，其實也能夠來源於你學習和閱讀他人源碼或開源軟件的源碼，若是你能理解並掌握這些開源軟件中的思想和技術，在面試的時候可以與面試官侃侃而談，面試官也會很是滿意的。筆者的一個學弟前段時間告訴我，他看懂了我公衆號【easyserverdev】中《服務器開發基礎系列和進階》的文章後，成功拿到了網易的offer，有興趣的讀者能夠好好看一下。

不少同窗可能糾結大學或者研究生期間要不要跟着導師作一些項目。固然，若是這些項目是課程要求，那麼你必須得參加；若是這些項目是能夠選擇性的，尤爲是一些僅僅拿着第三方的庫進行所謂的包裝和加工，那麼建議能夠少參加一些。

思路總結

不知道經過我上面的技術分析，聰明的讀者是否已經明確本文開頭「成都-go-戒炸雞」同窗提出的面試題中，哪些是技術面試重難點，哪些又是技術開發的重難點呢？

技術比重與薪資

這裏根據我本身招人的經驗來談一談技術水平與薪資，就上面的面試題來看：

第一層次：若是面試者能答出上面面試題中的C++基礎問題和算法與數據結構題目（如 C++ 函數與hash衝突的解決、innodb索引原理，單向圖最短路徑，動態規劃算法等），能夠認爲面試者是一個合格的初、中級開發者，薪資範圍通常在6 ～ 12k（注意：這裏以我所在的上海爲參考標準）。
第二層次：在第一層次基礎之上，若是面試者還能答出上述面試題中網絡編程相關的或者多線程相關的問題（如socket函數select的缺陷，epoll模型，同步互斥，異步非阻塞，回調的概念等），能夠認爲面試者是個基礎不錯的中級開發者，薪資範圍通常在14～22k之間。
第三層次：在前兩個層次之間，若是面試者還能回答出上述問題中關於redis、memcached和mq實現原理，說明面試者是一個有着不錯項目經驗而且對一些經常使用開源項目也有必定的理解，薪資能夠給到22k +。