【面试题】【C++】01-C++语法部分面试题

• • • 1 C和C++有什么区别？
    • 2 以下代码中的a和&a有什么区别？
    • 3 static关键字有什么作用？
    • 4 #define和const有什么区别？
    • 5 对于⼀个频繁使用的短小函数，应该使用什么来实现？有什么优缺点？
    • 6 什么是智能指针？智能指针有什么作用？分为哪几种？各自有什么样的特点？
    • 7 shared_ptr是如何实现的？
    • 8 右值引用有什么作用？
    • 9 悬挂指针与野指针有什么区别？
    • 10 静态链接和动态链接有什么区别？
    • 11 变量的声明和定义有什么区别
    • 12 简述#ifdef、#else、#endif和#ifndef的作用
    • 13 写出int、bool、float、指针变量与“零值”比较的if语句
    • 14 结构体可以直接赋值吗
    • 15 sizeof和strlen的区别
    • 16 C语言的关键字static和C++的关键字static有什么区别
    • 17 volatile有什么作用
    • 18 一个参数可以既是const又是volatile吗
    • 19 全局变量和局部变量有什么区别？操作系统和编译器是怎么知道的？
    • 20 简述strcpy、sprintf与memcpy的区别
    • 21 请解析((void ()( ) )0)( )的含义
    • 22 C语言的指针和引用和c++的有什么区别？
    • 23 typedef和#define有什么区别
    • 24 指针常量与常量指针区别
    • 25 简述队列和栈的异同
    • 26 设置地址为0x67a9 的整型变量的值为0xaa66
    • 27 C语言的结构体和C++的有什么区别
    • 28 如何避免“野指针”
    • 29 句柄和指针的区别和联系是什么？
    • 30 说一说extern“C”
    • 31 C++的顶层const和底层const ？
    • 32 栈区和堆区的区别？栈区和堆栈的区别？

1 C和C++有什么区别？

1. 和C语言相比，C++新增了面向对象的内容。C语言主要使用面向过程的编程范式，C++主要使用面向对象的编程范式（泛型编程和函数式编程使用相对较少）；
2. 和C语言相比，C++新增了引用、函数重载、异常处理、内联函数等功能；
3. C++用new/delete替代了C语言中的malloc/free，此外还添加了智能指针，在动态内存的使用上安全性更高。

2 以下代码中的a和&a有什么区别？

int a[10];
int (*p)[10] = &a;

1. a是数组名，也是数组的首地址。a+1会向后移动sizeof(int)，即*(a+1)就是a[1]。
2. &a是指向数组的指针，类型为int(*)[10]。a+1会向后移动sizeof(int) * 10。即数组尾元素之后的位置

3 static关键字有什么作用？

1. 修饰局部变量
   （1）静态局部变量存储在静态存储区内。
   （2）静态局部变量仅在第一次调用时创建并初始化，后续调用到其定义代码时，不会再次定义或初始化；
   （3）静态局部变量的生命周期从其定义时开始，直到程序结束。
   （4）静态局部变量仅在其定义域中可见，在其定义域之外不可见。
2. 修饰全局变量
   （1）静态全局变量存储在静态存储区内；
   （2）静态全局变量的生命周期从其定义位置开始，直到程序运行结束。
   （3）静态全局变量在其声明的文件内可见，在文件外不可见。
3. 修饰函数
   （1）static修饰的函数仅在其定义的文件中可见，文件外不可见。由此可以避免函数命名冲突。
4. 修饰成员变量
   （1）static修饰的成员变量只有一份拷贝，为该类的所有对象共享。
   （2）static修饰的成员变量无需实例化即可访问；
   （3）static修饰的成员变量在类外部初始化，且初始化时不加static。
5. 修饰成员函数
   （1）static修饰的成员函数无需实例化也可调用；
   （2）static修饰的成员函数不接受this指针
   （3）static修饰的成员函数不能使用非static的成员变量，只能使用静态成员。

4 #define和const有什么区别？

1. 编译器处理方式不同
   （1）#define在预处理阶段进行替换，不能调试。
   （2）const常量在编译阶段处理。
2. 类型和安全检查不同
   （1）#define不做类型检查，仅是代码展开，可能产生边际效应等错误。
   （2）const常量具有类型，在编译阶段会进行类型检查。
3. 存储方式不同
   （1）#define是单纯的替换，不分配内存，存储在程序的代码段中。
   （2）const常量会分配内存，但仅维持一份拷贝，存储在程序的数据段中。
4. 定义域不同
   （1）#define不受定义域限制。
   （2）const常量仅在定义域内有效。

5 对于⼀个频繁使用的短小函数，应该使用什么来实现？有什么优缺点？

应使用inline内联函数来实现。

优点：

• inline函数省略了函数调用的过程，效率相对更高；
• inline函数会进行语法检查和类型检查，安全性比宏函数更好。

缺点：

• inline函数在所有调用位置展开，代码膨胀；
• 如果inline函数的执行时间比调用时间长很多，则省略函数调用带来的效率提升并不明显。
• 如果inline函数修改，则所有使用此函数的源码文件都需要重新编译。
• inline函数只是建议，编译器是否内联是不确定的。

6 什么是智能指针？智能指针有什么作用？分为哪几种？各自有什么样的特点？

智能指针是为了解决手动申请、释放动态内存容易导致内存泄露和空悬指针的问题而出现的。智能指针会自动管理动态内存，在析构时释放资源。

auto_ptr：

• auto_ptr是C++98的概念，在C++11中已被淘汰；
• auto_ptr本质上是独占的智能指针，但将其赋值给另一个智能指针是不会报错，此时继续使用前者可能导致内存崩溃。

unique_ptr：

• unique_ptr是独占式的指针，同一时间只能有一个智能指针指向该对象。
• unique_ptr不能拷贝构造和拷贝赋值，但可以移动构造和移动赋值。

shared_ptr：

• shared_ptr是共享式的智能指针，允许多个智能指针同时指向同一对象。
• shared_ptr有引用计数，用于记录当前有多少智能指针指向该对象。
  • 构造函数中，将引用计数初始化为1；
  • 拷贝构造函数中，将引用计数+1；
  • 赋值运算符中，将左侧对象的引用计数-1，右侧对象的引用计数+1；
  • 析构函数中，引用计数-1；
  • 在析构或赋值时，如果某个对象的引用计数减为0，则调用delete释放对象。
• 成员函数：
  • use_count：返回引用计数的个数；
  • unique：返回是否独占
  • swap：交换两个shared_ptr对象
  • reset
  • get

weak_ptr：

• weak_ptr是不影响所指对象生命周期的智能指针。weak_ptr是对对象的弱引用，可以绑定到shared_ptr，但weak_ptr的构造和析构不会改变引用计数；
• weak_ptr解决shared_ptr相互引用时，两个指针的引用计数永远不会减为0，从而导致的死锁问题。
• weak_ptr和shared_ptr之间可以相互转化，shared_ptr可以直接赋值给weak_ptr，weak_ptr可以通过lock函数获得shared_ptr。
• 不能通过weak_ptr直接访问对象的方法，要先转化为shared_ptr再访问。

7 shared_ptr是如何实现的？

• 构造函数中，引用计数初始化为1；
• 拷贝构造函数中，引用计数+1；
• 赋值时，左侧对象引用计数-1，右侧对象引用计数+1
• 析构函数中，引用计数-1。
• 在赋值和析构函数中，如果引用计数降为0，调用delete释放对象。

8 右值引用有什么作用？

9 悬挂指针与野指针有什么区别？

悬挂指针：指针所指的对象已经释放，但指针仍指向这块已经被回收的内存。

野指针：未经初始化的指针。

10 静态链接和动态链接有什么区别？

静态链接在编译的链接阶段将执行代码拷贝到调用位置。

优点：

• 程序独立运行，不依赖库文件；
• 前期执行效率比动态链接略高。

缺点：

• 程序体积较大。如有多个程序使用同一静态库，会有一定空间浪费；
• 静态库更新后，相关可执行文件均需重新链接。

动态库不拷贝执行代码，而是在程序运行或加载时将一系列符号和参数传给操作系统，由操作系统将对应的动态库加载到内存中。需要调用相关代码时，再去共享内存中查找，从而实现动态链接。

优点：

• 多个程序可以共用一个动态库，节省资源；
• 动态库更新后，可执行文件不用重新链接；

缺点：

• 程序依赖动态库，如操作系统中动态库缺失，则无法使用；
• 由于是动态加载，前期执行效率会比静态库略慢。

11 变量的声明和定义有什么区别

（1）变量定义时分配内存，声明则不分配内存；
（2）变量定义仅有一处，但声明可以有多处；
（3）使用extern修饰的是变量声明，说明该变量将在本文件后续位置或其他文件中定义。

12 简述#ifdef、#else、#endif和#ifndef的作用

（1）使用条件编译将功能模块包含进去，可以快捷打开/关闭某个功能；
（2）可用于快速打开/关闭调试信息。
（3）不同硬件平台的差异处理。

13 写出int、bool、float、指针变量与“零值”比较的if语句

// int
if (i == 0)
if (i != 0)

// bool
if (b)
if (!b)

// 指针
if (p == nullptr)
if (p != nullptr)

// float
#define EPSINON 0.00001
if ((x >= -EPSINON) && (x <= EPSINON))

14 结构体可以直接赋值吗

结构体可以在定义时直接初始化，同一结构体的不同对象之间也可以相互赋值。但如果结构体内存在指针类型的变量，则在释放时需要注意是否还有其他对象使用这段内存。

15 sizeof和strlen的区别

（1）sizeof是操作符，strlen是库函数；
（2）sizeof的结果在编译阶段即可确定，strlen则在运行时确定；
（3）sizeof可以处理类型、变量、数组等，strlen仅能处理以’\0’结尾的字符数组；
（4）sizeof计算的是实际占用内存空间的大小，strlen计算的是字符个数。
（5）数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen会退化为指针。

16 C语言的关键字static和C++的关键字static有什么区别

C语言的static关键字可以修饰局部变量、全局变量、函数。

C++的static关键字除了局部变量、全局变量、函数之外，还可以修饰成员变量和成员函数。

17 volatile有什么作用

volatile通知编译器不要优化该变量，每次使用变量时，都从内存重新读取，而不是从寄存器读取备份。

常见的应用场景：

• 状态寄存器一类的并行设备硬件寄存器；
• 中断服务子程序会访问到的非自动变量；
• 多线程间被几个任务共享的变量。

18 一个参数可以既是const又是volatile吗

可以。const只是说明在此程序中该参数是只读的，并不是实际禁止这段内存的读写特性。它仍有可能在程序外部条件变化下改变。volatile通知编译器不要优化该变量，每次使用变量时，都从内存重新读取，而不是从寄存器读取备份。

19 全局变量和局部变量有什么区别？操作系统和编译器是怎么知道的？

区别：
（1）全局变量定义在所有函数之外，定义位置之后均可使用。生命周期从程序运行到结束。
（2）局部变量定义在代码块中，仅在该代码块中可见。生命周期从定义位置到代码块结束。

操作系统和编译器应是根据内存中存储位置判断的。全局变量位于全局数据区，在程序运行时被加载。局部变量位于栈区。

20 简述strcpy、sprintf与memcpy的区别

（1）功能区别：

• strcpy用于两个字符串之间的拷贝；
• sprintf用于将其他类型数据格式化为字符串；
• memcpy是在两块内存之间拷贝。

（2）操作对象区别：

• strcpy的两个操作对象均为字符串；
• sprintf的源对象可以是多种类型，目标对象是字符串；
• memcpy的两个操作对象均是内存地址

（3）效率区别：
memcpy效率最高，strcpy次之，sprintf效率最低。

21 请解析((void ()( ) )0)( )的含义

22 C语言的指针和引用和c++的有什么区别？

（1）C语言没有引用的概念。
（2）指针本身占用内存，引用则是其他对象的别名，不占用内存。
（3）sizeof作用于指针，结果为4。sizeof作用于引用，结果是其所指对象的大小。
（4）指针有顶层const和底层const，引用只有底层const。
（5）非顶层const的指针可以修改，引用则不能修改；
（6）指针可以二级，引用则只能有一级；
（7）通过指针操作所指对象需要先解引用，引用则可以直接操作。
（8）对指针执行加法，会造成所指内存地址偏移。对引用执行加法，会导致其所指对象的数值改变。
（9）如果返回动态内存分配的对象或内存，必须使用指针。引用可能导致内存泄露。

23 typedef和#define有什么区别

（1）typedef通常用于定义数据类型别名，以增强程序可读性。#define则常用于定义常量、宏函数等。
（2）typedef在编译阶段处理，#define则在预处理阶段替换。typedef会进行类型检查，#define没有类型检查；
（3）typedef有作用域限制，#define没有作用域限制，在其声明后的使用都是正确的。
（4）typedef和#define对指针的操作有很大区别。

24 指针常量与常量指针区别

指针常量是顶层const。指该指针本身是常量，不能修改其所指的地址，但可以通过该指针修改其所指内存中的数据。

常量指针是底层const。该指针所指的地址可以改变，但不能通过该指针修改其所指内存中的数据。

25 简述队列和栈的异同

队列和栈都是线性存储结构。区别在于队列是先进先出，栈是后进先出。

26 设置地址为0x67a9 的整型变量的值为0xaa66

int *p = (int *)0x67a9;
*p = 0xaa66;

在任何硬件平台上，地址长度和整型变量的长度都是相同的。因此，整型数据可以强制转换为地址使用。

27 C语言的结构体和C++的有什么区别

（1）C语言的结构体中不能定义成员函数；
（2）C语言的结构体中没有访问说明符，不存在权限的概念。
（3）C语言的结构体没有继承关系。

28 如何避免“野指针”

（1）定义指针时执行初始化。如不明确应指向哪个对象，则初始化为nullptr。
（2）指针所指的对象被delete释放后，应将指针赋值为nullptr。
（3）指针所指变量的作用域结束前，释放变量并将指针赋值为nullptr。

29 句柄和指针的区别和联系是什么？

Windows操作系统用句柄来表示系统资源，是unsigned int类型。指针则是指向内存地址。两者是不同的概念。

30 说一说extern“C”

extern "c"添加在头文件中，作用是使编译器按C语言方式来编译代码，正确实现C++语言对C语言的调用。

31 C++的顶层const和底层const ？

顶层const：对象本身是常量。

底层const：所指对象是常量。

以指针为例说明。

• 顶层const：指针指向的地址是固定的，但该地址中的数据可以修改。
• 底层const：指针指向的地址可以改变，但不能通过该指针来改变所指地址内保存的数据。

32 栈区和堆区的区别？栈区和堆栈的区别？

栈区由编译器分配、释放。主要用于存储局部变量、函数参数等。堆区由编程者手动申请、释放。主要用于动态内存操作。

栈区、堆区和堆栈是两个层面的概念。栈区、堆区指的是内存的分区，堆栈指的是一种数据结构。