【C++】面试题整理（未完待续）

news2025/1/17 10:49:35

【C++】面试题整理

文章目录

- 一、概述
- 二、C++基础
- - 2.1 - 指针在 32 位和 64 位系统中的长度
  - 2.2 - 数组和指针
  - 2.3 - 结构体对齐补齐
  - 2.4 - 头文件包含
  - 2.5 - 堆和栈的区别
  - 2.6 - 宏函数比较两个数值的大小
  - 2.7 - 冒泡排序
  - 2.8 - 菱形继承的内存布局
  - 2.9 - 继承重写
  - 2.10 - 如何禁止类在栈上分配内存
- 三、智能指针
- - 3.1 - 智能指针是线程安全的吗？
  - 3.2 - 线程安全的几种方法
- 四、 STL
- - 4.1 - map 删除
- 五、参考

一、概述

最近面试，感觉有些比较基础的好久不用就有些生疏了，整理一下。

【备注】：题目的答案是个人整理的不能保证是标准答案。

二、C++基础

2.1 - 指针在 32 位和 64 位系统中的长度

4 字节和 8 字节

32/8 = 4
64/8 = 8

2.2 - 数组和指针

以下代码在 32 位和 64 位系统中分别打印什么？

char a[] = "123456789";
const char* b = "123456789";
std::cout << sizeof(a) << std::endl;
std::cout << sizeof(b) << std::endl;

32位打印： 10 和 4
64位打印： 10 和 8

指针已经在第一题中说过了，就不重复了。char 数组的大小需要加上最后的 \0。

2.3 - 结构体对齐补齐

在 32 位和 64 位系统中分别是多少

struct M
{
	int a;
	double b;
};

printf("%d", sizeof(struct M));

答案：均为16，这里是结构体的对齐补齐，与系统位数无关。

2.4 - 头文件包含

两种包含头文件的区别

#include <stdio.h>
#include "stdio.h"

尖括号，编译器会从系统目录中查找；
双引号，编译器会首先从当前项目目录查找，找不到再去系统目录中查找。

虽然#include"“的查找范围更广，但是这并不意味着，不论是系统头文件，还是自定义头文件，一律用#include”“包含。因为#include”"的查找顺序存在先后关系，如果项目当前目录或者引用目录下存在和系统目录下重名的头文件，那么编译器在当前目录或者引用目录查找成功后，将不会继续查找，所以存在头文件覆盖的问题。另外，对于系统头文件，用#include<>包含，查找时一步到位，程序编译时的效率也会相对更高。

2.5 - 堆和栈的区别

堆(heap)：向上增长内存，存储动态分配的内存，需要程序员自己管理，分配和释放。
栈(stack)：向下增长内存，存储静态分配的内存，系统会自动释放。

2.6 - 宏函数比较两个数值的大小

要求不使用大于、小于和if

#define MAX(a,b) (int)((a)/(b)) == 0 ? (a) : (b);

定义宏函数需要注意，入参需要使用小括号括起来，避免传入算式导致预期外的计算

MAX(4-1,5); 
// 不加小括号 4 - 1/5 = 3 返回3 值错误。
// 加小括号 (4-1)/(5) = 0, 返回值为 5。

2.7 - 冒泡排序

void bubbleSort(int arr*, int n)
{
	for (int i = 0; i < n - 1; ++i)
	{
		for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j)
		{
			if (arr[j] > arr[j+1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j+1];
				arr[j+1] = arr[j];
			}
		}
	}
}

如果我是面试官，我会在这里考一个打印 arr 的 sizeof ，因为数组在传参时会退化为指针。

2.8 - 菱形继承的内存布局

class A
{
public:
    int a;
};

class B : public A
{
public:
    int b;
};

class C : public A
{
public:
    int c;
};

class D : public B, public C
{
public:
    int d;
};

可以看到 A 中的内容被重复记录了两次

若改为虚继承，虚继承是为了解决冗余和二义性

class B : virtual public A {/*...*/};
class C : virtual public A {/*...*/};

在这里插入图片描述
则会出现一个虚基表指针 vbptr (virtual base pointer) 记录偏移

VS Developer Command Prompt 查看内存布局方法
cl /d1 reportSingleClassLayoutD filename.cpp

2.9 - 继承重写

实现一个 Shape 类，定义纯虚函数 area，定义 Rectangle 和 Circle 类继承 Shape 类，在main函数中打印面积。

class Shape
{
public:
	virtual double area() = 0;
};

class Rectangle : public Shape
{
public: 
	Rectangle(double width, double length):
		m_width(width), m_length(length) {}
	virtual double area() override
	{
		return m_width*m_length;
	}
private:
	double m_width {0.0};
	double m_length {0.0};	
};
#define PI 3.1415926
class Circle  : public Shape
{
public:
	Circle(double radius): m_radius(radius)
	{}
	virtual double area() override
	{
		return PI * m_radius * m_radius
	}
private:
	double m_radius{0.0};	
};

调用

#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])
{
	Rectangle rect(3.0, 4.0);
	Circle c(2.0);
	std::cout << rect.area() << std::endl;
	std::cout << c.area() << std::endl;
}

2.10 - 如何禁止类在栈上分配内存

其实只要禁用析构就可以在编译时报错，但是为了方便继承和使用

class A 
{
public:
	static A* Create(){ return new A();}
	void Destroy() { delete this;} // 不能为 static，因为静态函数中无 this 指针
protected:
	~A() {};
	A() {};
	A(const A& rhs) {/*...*/};
	A(const A&& rhs) {/*...*/};
	const A& operator=(const A& rhs) {/*...*/};
	const A& operator=(const A&& rhs) {/*...*/};
};

三、智能指针

3.1 - 智能指针是线程安全的吗？

不是，虽然引用计数是原子操作，但还有其他的操作

3.2 - 线程安全的几种方法

加锁
原子变量 std::atomic

四、 STL

4.1 - map 删除

改错。

using std::map;
using std::string;
int main(int argc, char* argv[])
{
    map<string, string> mapData;
    
    mapData["a"] = "aaa"; 
    mapData["b"] = "bbb"; 
    mapData["c"] = "ccc"; 

    for (map<string, string>::iterator i=mapData.begin(); i!=mapData.end(); i++)
    {
        if (i->first == "b")
        {
            mapData.erase(i);
        }
    }
    return 0;
}

错误是容器删除元素会有迭代器失效，网上给的改错方式是，将for循环 i++ 删除加到函数中

for (map<string, string>::iterator i=mapData.begin(); i!=mapData.end(); /*i++*/)
{
    if (i->first == "b")
    {
        mapData.erase(i++);
    }
    else
    {
    	i++;
    }
}

个人感觉这样也可以

for (map<string, string>::iterator i=mapData.begin(); i!=mapData.end();++i)
{
    if (i->first == "b")
    {
        i = mapData.erase(i);
        --i;
    }  
}