C++ 面试考点（二）

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11、`extern` 用法？

extern 修饰变量的声明
- 如果文件`a.c` 需要引用`b.c` 中变量`int v`，就可以在`a.c` 中声明`extern int v`，然后就可以引用变量`v`。
extern 修饰函数的声明
- 如果文件`a.c` 需要引用`b.c` 中的函数，比如在`b.c` 中原型是`int fun(int mu)`，那么就可以在`a.c` 中声明`extern int fun(int mu)`，然后就能使用`fun` 来做任何事情。
- 就像变量的声明一样，`extern int fun(int mu)`可以放在`a.c` 中任何地方，而不一定非要放在`a.c` 的文件作用域的范围中。
- 默认情况情况下函数都是`extern`的, 除非使用`static`对函数进行了隐匿
extern 修饰符可用于指示C 或者C++函数的调用规范。
- 比如在`C++`中调用`C` 库函数，就需要在`C++`程序中用`extern “C”`声明要引用的函数。这是给链接器用的，告诉链接器在链接的时候用`C` 函数规范来链接。主要原因是`C++`和`C` 程序编译完成后在目标代码中命名规则不同。

12、`int` 转字符串, 字符串转`int`

C++11 标准增加了全局函数std::to_string
可以使用std::stoi/std::stol/std::stoll 等等函数

12.1 `strcat`,`strcpy`,`strncpy`,`memset`,`memcpy` 的内部实现？

strcat: char *strcat(char *dst, char const *src);

首先找到dst的end
以src的作为结束标志, 将src添加到dst的end上
dst必须有足够的空间保存整个字符串
dst和src都必须是一个由结尾的字符串(空字符串也行)
dst和src内存不能发生重叠
头文件: #include
作用: 将dst和src字符串拼接起来保存在dst上
注意事项:
函数实现:

Code

char *strcat (char * dst, const char * src){assert(NULL != dst && NULL != src);   // 源码里没有断言检测char * cp = dst;while(*cp )cp++;                      /* find end of dst */while(*cp++ = *src++) ;         /* Copy src to end of dst */return( dst );                  /* return dst */}

strcpy: char *strcpy(char *dst, const char *src);

src必须有结束符(), 结束符也会被复制
src和dst不能有内存重叠
dst必须有足够的内存
头文件:#include
作用: 将src的字符串复制到dst字符串内
注意事项:

函数实现:

char *strcpy(char *dst, const char *src){   // 实现src到dst的复制if(dst == src) return dst;              //源码中没有此项assert((dst != NULL) && (src != NULL)); //源码没有此项检查，判断参数src和dst的有效性char *cp = dst;                         //保存目标字符串的首地址while (*cp++ = *src++);                 //把src字符串的内容复制到dst下return dst;}

strncpy: char *strncpy(char *dst, char const *src, size_t len);
- strncpy 把源字符串的字符复制到目标数组，它总是正好向 dst 写入 len 个字符。
- 如果 strlen(src) 的值小于 len，dst 数组就用额外的 NULL 字节填充到 len 长度。
- 如果 strlen(src)的值大于或等于 len，那么只有 len 个字符被复制到dst中。这里需要注意它的结果将不会以NULL字节结尾。
- 头文件: #include
- 作用: 从src中复制len个字符到dst中, 如果不足len则用NULL填充, 如果src超过len, 则dst将不会以NULL结尾
- 注意事项:
- 函数实现:
```
char *strncpy(char *dst, const char *src, size_t len){assert(dst != NULL && src != NULL);     //源码没有此项char *cp = dst;while (len-- > 0 && *src != '\0')*cp++ = *src++;*cp = '\0';                             //源码没有此项return dst;}
```
memset: void *memset(void *a, int ch, size_t length);
- 将参数a所指的内存区域前length个字节以参数ch填入，然后返回指向a的指针。
- 在编写程序的时候，若需要将某一数组作初始化，memset()会很方便。
- 一定要保证a有这么多字节
- 头文件: #include
- 作用:
- 函数实现:
```
void *memset(void *a, int ch, size_t length){assert(a != NULL);     void *s = a;     while (length--)     {     *(char *)s = (char) ch;     s = (char *)s + 1;     }     return a;     }
```

memcpy

从 src 所指的内存地址的起始位置开始，拷贝n个字节的数据到 dest 所指的内存地址的起始位置。
可以用这种方法复制任何类型的值，
如果`src`和`dst`以任何形式出现了重叠，它的结果将是未定义的。
头文件: #include
作用:

函数实现:

void *memcpy(void *dst, const void *src, size_t length){assert((dst != NULL) && (src != NULL));char *tempSrc= (char *)src;            //保存src首地址char *tempDst = (char *)dst;           //保存dst首地址while(length-- > 0)                    //循环length次，复制src的值到dst中*tempDst++ = *tempSrc++ ;return dst;}

strcpy 和 memcpy 的主要区别：
- 复制的内容不同: `strcpy` 只能复制字符串，而 `memcpy` 可以复制任意内容，例如字符数组、整型、结构体、类等。
- 复制的方法不同: `strcpy` 不需要指定长度，它遇到被复制字符的串结束符``才结束，所以容易溢出。`memcpy` 则是根据其第`3`个参数决定复制的长度，遇到``并不结束。
- 用途不同: 通常在复制字符串时用 `strcpy`，而需要复制其他类型数据时则一般用 `memcpy`

参考: 各种C语言处理函数 strcat，strcpy，strncpy，memset，memcpy 总结 - New World - CSDN博客

13、深拷贝与浅拷贝？

浅复制:
- 只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“(浅复制)浅拷贝”，
- 换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。
深复制: 在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。

浅复制的问题:
- 在某些状况下，类内成员变量需要动态开辟堆内存，如果实行位拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。
- 这时，如果B 中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A 中的那个成员变量也指向同一块内存。
- 这就出现了问题：当B把内存释放了(如：析构)，这时A 内的指针就是野指针了，出现运行错误。

14、`C++`模板是什么，底层怎么实现的？

编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类的函数；编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数；
编译器会对函数模板进行两次编译：
- 在声明的地方对模板代码本身进行编译，
- 在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。
这是因为函数模板要被实例化后才能成为真正的函数，在使用函数模板的源文件中包含函数模板的头文件，如果该头文件中只有声明，没有定义，那编译器无法实例化该模板，最终导致链接错误。
模板可以重载返回值, 函数重载不行

如果我们试图通过在头文件中定义函数模板, 在cpp文件中实现函数模板, 那么我们必须在在实现的那个cpp文件中手动实例化, 也就是使用你需要使用的参数替换模板, 从而使得编译器为你编译生成相应参数的模板函数.

15、`C` 语言`struct` 和`C++` `struct` 区别

struct 在C语言中:
- 是用户自定义数据类型`(UDT)`；
- 只能是一些变量的集合体, 成员不能为函数
- 没有权限设置
- 一个结构标记声明后，在`C`中必须在结构标记前加上`struct`，才能做结构类型名;

struct 在C++中:
- 是抽象数据类型`(ADT)`，支持成员函数的定义，(能继承，能实现多态)。
- 增加了访问权限, 默认访问限定符为`public`(为了与`C` 兼容)，`class` 中的默认访问限定符为`private`
- 定义完成之后, 可以直接使用结构体名字作为结构类型名
- 可以使用模板

16、虚函数可以声明为`inline`吗?

虚函数要求在运行时进行类型确定，而内敛函数要求在编译期完成相关的函数替换, 所以不能

虚函数用于实现运行时的多态，或者称为晚绑定或动态绑定。
内联函数用于提高效率, 对于程序中需要频繁使用和调用的小函数非常有用。它是在编译期间，对调用内联函数的地方的代码替换成函数代码。

17、类成员初始化方式？构造函数的执行顺序？为什么用成员初始化列表会快一些？

概念
- 赋值初始化，通过在函数体内进行赋值初始化；
- 列表初始化，在冒号后使用初始化列表进行初始化。
这两种方式的主要区别在于：
- 对于在函数体中初始化,是在所有的成员函数分配空间后才进行的。对于类对象类型成员变量, 则是先调用零参数构造函数, 如果零参数构造函数不存在编译器将会报错.
- 列表初始化是给数据成员分配内存空间时就进行初始化,就是说分配一个数据成员只要冒号后有此数据成员的赋值表达式(此表达式必须是括号赋值表达式)。
快的原因: 所以对于列表初始化: 只进行了一次初始化操作, 而赋值初始化则先进性了一次初始化,然后调用了一次复制构造函数.
一个派生类构造函数的执行顺序如下：
- 虚基类的构造函数(多个虚拟基类则按照继承的顺序执行构造函数)。
- 基类的构造函数(多个普通基类也按照继承的顺序执行构造函数)。
- 类类型的成员对象的构造函数(按照初始化顺序)
- 派生类自己的构造函数。

18、成员列表初始化？

必须使用成员初始化的四种情况
- 当初始化一个引用成员时；
- 当初始化一个常量成员时；
- 基类， 无零参数构造函数时
- 成员类， 无零参数构造函数时
成员初始化列表做了什么
- 编译器在调用用户代码之前, 会按照类成员声明顺序一一初始化成员变量, 如果成员初始化类别中有初值,则使用初值构造成员函数.
- 初始化顺序由类中的成员声明顺序决定的，不是由初始化列表的顺序决定的；

19、构造函数为什么不能为虚函数？析构函数为什么要虚函数？

构造函数为什么不能为虚函数?

首先是没必要使用虚函数:
- 由于使用间接调用(通过引用或则指针)导致类类型不可信, 而使用虚函数机制完成正确的函数调用.
- 但是构造函数本身是为了初始化对象实例, 创建对象必须制定它的类型, 其类类型是明确的, 因此在编译期间即可确定调用函数入口地址
- 因而没必要使用虚函数, 其调用在编译时由编译器已经确定.
其次不能使用虚函数:
- 虚函数的调用依赖于虚函数表, 虚函数表储存于静态储存区, 在存在虚函数的对象中都将插入一个指向虚函数表的指针,
- 在对象中插入一个指向虚函数表的指针是由构造函数完成的, 也就是说在调用构造函数时并没有指向虚函数表的指针, 也就不能完成虚函数的调用.

析构函数为什么要虚函数？

C++中基类采用virtual 虚析构函数是为了防止内存泄漏。
- 如果派生类中申请了内存空间，并在其析构函数中对这些内存空间进行释放。
- 假设基类中采用的是非虚析构函数，当删除基类指针指向的派生类对象时就不会触发动态绑定，因而只会调用基类的析构函数，而不会调用派生类的析构函数。那么在这种情况下，派生类中申请的空间就得不到释放从而产生内存泄漏。
- 所以，为了防止这种情况的发生，`C++`中基类的析构函数应采用`virtual` 虚析构函数。

20、析构函数的作用，如何起作用？

析构函数名与类名相同,只是在函数名前增加了取反符号~以区别于构造函数,其不带任何参数, 也没有返回值. 也不允许重载.
析构函数与构造函数的作用相反, 当对象生命周期结束的时候,如对象所在函数被调用完毕时,析构函数负责结束对象的生命周期. 注意如果类对象中分配了堆内存一定要在析构函数中进行释放.
和拷贝构造函数类似,如果用户未定义析构函数, 编译器并不是一定会自动合成析构函数, 只有在成员变量或则基类拥有析构函数的情况下它才会自动合成析构函数.
如果成员变量或则基类拥有析构函数, 则编译器一定会合成析构函数, 负责调用成员变量或则基类的析构函数, 此时如果用户提供了析构函数,则编译器会在用户析构函数之后添加上述代码.
类析构的顺序为: 派生类析构函数, 对象成员析构函数, 基类析构函数.