说明：

• 面试题来源于网络书籍，公司题目以及博主原创或修改（题目大部分来源于各种公司）；
• 文中很多题目，或许大家直接编译器写完，1分钟就出结果了。但在这里博主希望每一个题目，大家都要经过认真思考，答案不重要，重要的是通过题目理解所考知识点，好应对题目更多的变化；
• 博主与大家一起学习，一起刷题，共同进步；
• 写文不易，麻烦给个三连！！！

1.什么是菱形虚拟继承？如何解决数据冗余和二义性的

答案：
菱形继承是一个复杂的继承问题，发生在两个或更多派生类继承同一个基类，而这些派生类又再次被其它派生类继承的情况下。这种情况下，对于基类中的成员，在多重继承的结构中可能会被多次继承，从而引发二义性和数据冗余的问题。

例如，假设有四个类A、B、C和D，其中B和C继承自A，而D同时继承B和C。这样，对于基类A中的成员，在D被继承时会被包含两次，造成了二义性问题。同时，这也可能导致数据冗余，因为A的成员在D中出现了两次。

为了解决菱形继承带来的问题，我们可以采用虚继承的方法。虚继承的核心思想是在继承的时候，并不是直接复制或者引用父类的成员，而是通过添加一个指针或者偏移量来记录到真正基类成员的地址。这样，无论从哪个路径继承来的同一基类成员，在派生类中都只存在一份拷贝，从而避免了数据冗余。同时，由于派生类中只记录了到真正基类成员的偏移量，而不是直接引用或复制基类成员，因此也解决了二义性问题。

2.接口继承和实现继承是什么？

答案：
普通函数的继承是一种实现继承，派生类继承了基类函数，可以使用函数，继承的是函数的实现。虚函数的
继承是一种接口继承，派生类继承的是基类虚函数的接口，目的是为了重写，达成多态，继承的是接口。所以如果不实现多态，不要把函数定义成虚函数。

3.友元函数和友元类的基本情况

答案：
友元提供了不同类的成员函数之间、类的成员函数和一般函数之间进行数据共享的机制。通过友元，一个不同函数或者另一个类中的成员函数可以访问类中的私有成员和保护成员。友元的正确使用能提高程序的运行效率，但同时也破坏了类的封装性和数据的隐藏性，导致程序可维护性变差。
1. 友元函数
友元函数是定义在类外的普通函数，不属于任何类，可以访问其他类的私有成员。但是需要在类的定义中声明所有可以访问它的友元函数。

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
    friend void set_show(int x, A &a);      //该函数是友元函数的声明
private:
    int data;
};

void set_show(int x, A &a)  //友元函数定义，为了访问类A中的成员
{
    a.data = x;
    cout << a.data << endl;
}
int main(void)
{
    class A a;

    set_show(1, a);

    return 0;
}

一个函数可以是多个类的友元函数，但是每个类中都要声明这个函数。

2. 友元类
友元类的所有成员函数都是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的隐藏信息（包括私有成员和保护成员）。但是另一个类里面也要相应的进行声明。

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
public:
   friend class C;                         //这是友元类的声明
private:
   int data;
};

class C             //友元类定义，为了访问类A中的成员
{
public:
   void set_show(int x, A &a) { a.data = x; cout<<a.data<<endl;}
};

int main(void)
{
   class A a;
   class C c;

   c.set_show(1, a);

   return 0;
}

使用友元类时注意：

• 友元关系不能被继承。
• 友元关系是单向的，不具有交换性。若类B是类A的友元，类A不一定是类B的友元，要看在类中是否有相应的声明。
• 友元关系不具有传递性。若类B是类A的友元，类C是B的友元，类C不一定是类A的友元，同样要看类中是否有相应的申明

4.为什么C++没有垃圾回收机制？这点跟Java不太一样

答案：

• 首先，实现一个垃圾回收器会带来额外的空间和时间开销。你需要开辟一定的空间保存指针的引用计数和对他们进行标记mark。然后需要单独开辟一个线程在空闲的时候进行free操作。
• 垃圾回收会使得C++不适合进行很多底层的操作。
• 实际上，C++并非无法实现垃圾回收机制。例如，Boehm-Demers-Weiser垃圾收集器就是一种在C++中实现的垃圾回收算法。但是，由于引入垃圾回收机制可能会改变C++的传统编程模式，增加复杂性，因此在标准C++中并未包含这一机制。

5.简要说明C++的内存分区

答案：
C++中的内存分区，分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区、常量存储区和代码区。如下图所示：

栈： 在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限

堆： 就是那些由 new分配的内存块，他们的释放编译器不去管，由我们的应用程序去控制，一般一个new就要对应一个 delete。如果程序员没有释放掉，那么在程序结束后，操作系统会自动回收

自由存储区：如果说堆是操作系统维护的一块内存，那么自由存储区就是C++中通过new和delete动态分配和释放对象的抽象概念。需要注意的是，自由存储区和堆比较像，但不等价。

全局/静态存储区：全局变量和静态变量被分配到同一块内存中，在以前的C语言中，全局变量和静态变量又分为初始化的和未初始化的，在C++里面没有这个区分了，它们共同占用同一块内存区，在该区定义的变量若没有初始化，则会被自动初始化，例如int型变量自动初始为0

常量存储区：这是一块比较特殊的存储区，这里面存放的是常量，不允许修改

代码区：存放函数体的二进制代码。

6.什么是内存池

答案：
内存池（Memory Pool） 是一种内存分配方式。通常我们习惯直接使用new、malloc 等申请内存，这样做的缺点在于：由于所申请内存块的大小不定，当频繁使用时会造成大量的内存碎片并进而降低性能。内存池则是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块， 若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是尽量避免了内存碎片，使得内存分配效率得到提升。

内存池实现机制：
allocate 包装 malloc，deallocate包装free

一般是一次20*2个的申请，先用一半，留着一半，为什么也没个说法，侯捷在STL那边书里说好像是C++委员会成员认为20是个比较好的数字，既不大也不小。

1.首先客户端会调用malloc()配置一定数量的区块（固定大小的内存块，通常为8的倍数），假设40个32bytes的区块，其中20个区块（一半）给程序实际使用，1个区块交出，另外19个处于维护状态。剩余20个（一半）留给内存池，此时一共有（20*32byte）。

2.客户端之后有有内存需求，想申请（2064bytes）的空间，这时内存池只有（2032bytes），就先将（10*64bytes)个区块返回，1个区块交出，另外9个处于维护状态，此时内存池空空如也。

3.接下来如果客户端还有内存需求，就必须再调用malloc()配置空间，此时新申请的区块数量会增加一个随着配置次数越来越大的附加量，同样一半提供程序使用，另一半留给内存池。申请内存的时候用永远是先看内存池有无剩余，有的话就用上，然后挂在0-15号某一条链表上，要不然就重新申请。

4.如果整个堆的空间都不够了，就会在原先已经分配区块中寻找能满足当前需求的区块数量，能满足就返回，不能满足就向客户端报bad_alloc异常。
allocator就是用来分配内存的，最重要的两个函数是allocate和deallocate，就是用来申请内存和回收内存的，外部（一般指容器）调用的时候只需要知道这些就够了。

内部实现，目前的所有编译器都是直接调用的::operator new()和::operator delete()，说白了就是和直接使用new运算符的效果是一样的，所以老师说它们都没做任何特殊处理。

7.在成员函数中调用delete this会出现什么问题？对象还可以使用吗？

答案：
在类对象的内存空间中，只有数据成员和虚函数表指针，并不包含代码内容，类的成员函数单独放在代码段中。在调用成员函数时，隐含传递一个this指针，让成员函数知道当前是哪个对象在调用它。当调用delete this时，类对象的内存空间被释放。在delete this之后进行的其他任何函数调用，只要不涉及到this指针的内容，都能够正常运行。一旦涉及到this指针，如操作数据成员，调用虚函数等，就会出现不可预期的问题。

8.你知道空类的大小是多少吗？

答案：

1. C++空类的大小不为0，不同编译器设置不一样，vs设置为1；
2. C++标准指出，不允许一个对象（当然包括类对象）的大小为0，不同的对象不能具有相同的地址；
3. 带有虚函数的C++类大小不为1，因为每一个对象会有一个vptr指向虚函数表，具体大小根据指针大小确定；
4. C++中要求对于类的每个实例都必须有独一无二的地址,那么编译器自动为空类分配一个字节大小，这样便保证了每个实例均有独一无二的内存地址。

9.类对象的大小受哪些因素影响？

答案：

1. 类的非静态成员变量大小，静态成员不占据类的空间，成员函数也不占据类的空间大小；
2. 内存对齐另外分配的空间大小，类内的数据也是需要进行内存对齐操作的；
3. 虚函数的话，会在类对象插入vptr指针，加上指针大小；
4. 当该类是某类的派生类，那么派生类继承的基类部分的数据成员也会存在在派生类中的空间中，也会对派生类进行扩展。

10.请说一下以下几种情况下，下面几个类的大小各是多少？

class A {};
int main(){
  cout<<sizeof(A)<<endl;// 输出 1;
  A a; 
  cout<<sizeof(a)<<endl;// 输出 1;
  return 0;
}

class A { virtual void Fun(){} };
int main(){
  cout<<sizeof(A)<<endl;// 输出 4(32位机器)/8(64位机器);
  A a; 
  cout<<sizeof(a)<<endl;// 输出 4(32位机器)/8(64位机器);
  return 0;
}

class A { static int a; };
int main(){
  cout<<sizeof(A)<<endl;// 输出 1;
  A a; 
  cout<<sizeof(a)<<endl;// 输出 1;
  return 0;
}

class A { static int a; int b; };;
int main(){
  cout<<sizeof(A)<<endl;// 输出 4;
  A a; 
  cout<<sizeof(a)<<endl;// 输出 4;
  return 0;
}