C++ 编程基础总结

• STL 库描述
• 内存中堆和栈的区别
• 堆栈溢出一般是由什么原因导致的？
• sizeof 的作用
• C++ 面向对象特点
• 多态的理解
• 虚函数的理解
• 动态绑定的理解
• C++构造函数初始化时什么时候只能用初始化列表？
• C++ 构造函数和析构函数的初始化顺序
• 全局变量和局部变量在内存中是否有区别？如果有，是什么区别？
• C++ 中的 new delete 和 C 语言中的 malloc free 有什么区别
• new、delete、malloc、free 区别
• static 关键字作用
• 类的 static 变量在什么时候初始化？函数的 static 变量在什么时候初始化？
• C++ 变量作用域
• C++ 指针和引用的区别
• C++ 中析构函数的作用
• C++ 静态函数和虚函数的区别
• ++i 和 i++ 区别
• const 关键字作用
• C++如何传递数组给函数

STL 库描述

STL 库包括：容器、算法以及融合两者的迭代器。

容器分为顺序容器和关联容器。顺序容器比如 vector 是一个动态分配存储空间的容器。区别于 C++ 中的 array，array 分配的空间是静态的，分配之后不能被改变，而 vector 会自动重分配（扩展）空间。

内存中堆和栈的区别

• 栈内存：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈，都是先进后出。栈使用的是一级缓存，他们通常都是被调用时处于存储空间中，调用完毕立即释放**。
• 堆内存：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由 OS 回收。堆是存放在二级缓存中，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定（并不是一旦成为孤儿对象就能被回收）。所以调用这些对象的速度要相对来得低一些。

堆栈溢出一般是由什么原因导致的？

没有垃圾回收资源。

sizeof 的作用

sizeof 运算符返回一条表达式或一个类型名字所占的字节数，其满足右结合规律。

C++ 面向对象特点

数据抽象、继承和动态绑定。

多态的理解

• 同一函数作用于不同的对象，会对应不同的实现，从而产生不同的执行结果。在运行时，可以通过指向基类的指针或引用，来调用实现派生类中的方法。
• C++ 的多态性具体体现在运行和编译两个方面：在程序运行时的多态性通过继承和虚函数来体现；在程序编译时多态性体现在函数和运算符的重载上；

虚函数的理解

和 Python 不同，在 C++ 中，基类将类型相关的函数与派生类不做改变直接继承的函数区分对待。对于某些函数，基类希望它的派生类各自定义适合自身的版本，此使基类就会将这些函数声明成虚函数。同时，派生类内部必须在其内部对所有重新定义的虚函数进行声明。（参考 C++ Primer p526 页）

派生类必须使用类派生列表（class derivation list）明确指出它是从哪个（哪些）基类继承而来。派生的形式是：首先一个冒号，后面紧跟以逗号分隔的基类列表，其中每个基类前面可以有访问说明符。

class Student: public People{
    string names;
    virtual  double get_gpa (vector<float> scores);
}
复制代码

动态绑定的理解

在 C++ 语言中，，当我们使用基类的引用（或指针）调用一个虚函数时，将发生动态绑定，即函数运行的版本由实参决定，运行时自动选择函数的版本。

C++构造函数初始化时什么时候只能用初始化列表？

如果类成员是 const、引用。或者属于某种未提供默认构造函数的类类型时，我们必须通过构造函数初始值列表为这些成员提供初始值。（参考 C++ Primer p259）

C++ 构造函数和析构函数的初始化顺序

本回答参考C++ 构造函数初始化顺序, C++奇奇怪怪的题目之构造析构顺序

有多个基类的派生类(多继承) 的构造函数初始化按照如下顺序进行：

1. 先执行虚拟继承的父类的构造函数;
2. 然后从左到右执行普通继承的父类的构造函数;
3. 接着按照定义的顺序执行数据成员的初始化;
4. 最后调用类自身的构造函数；

析构函数就无脑的将构造函数顺序反转即可。多继承形式下的构造函数和单继承形式基本相同，只是要在派生类的构造函数中调用多个基类的构造函数。

实例代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;
class OBJ1
{
public:
    OBJ1() { cout << "OBJ1" << endl; }
    ~OBJ1() { cout << "OBJ1 destory" << endl;}
};
class OBJ2
{
public:
    OBJ2() { cout << "OBJ2\n"; }
    ~OBJ2(){cout << "OBJ2 destory" <<endl;}
};
class Base1
{
public:
    Base1() { cout << "Base1" << endl; }
    ~Base1() { cout << "Base1 destory" << endl; }
};
class Base2
{
public:
    Base2() { cout << "Base2" << endl; }
    ~Base2() { cout << "Base2 destory" << endl; }
};
class Base3
{
public:
    Base3() { cout << "Base3" << endl; }
    ~Base3() { cout << "Base3 destory" << endl; }
};
class Base4
{
public:
    Base4() { cout << "Base4" << endl; }
    ~Base4() { cout << "Base4 destory" << endl; }
};
class Derived :public Base1, virtual public Base2,
    public Base3, virtual public Base4
{
public:
    Derived() { cout << "Derived ok" << endl; }
    ~Derived() { cout << "Derived destory" << endl; }
protected:
    OBJ1 obj1;
    OBJ2 obj2;
};
int main()
{
    Derived aa;
    cout << "construct ok"<<endl;
    return 0;
}
复制代码

程序输出结果如下：

Base2 Base4 Base1 Base3 OBJ1 OBJ2 Derived ok construct ok Derived destory OBJ2 destory OBJ1 destory Base3 destory Base1 destory Base4 destory Base2 destory

全局变量和局部变量在内存中是否有区别？如果有，是什么区别？

全局变量储存在静态数据区，局部变量在堆栈中。

C++ 中的 new delete 和 C 语言中的 malloc free 有什么区别

虽然这两者都分别是完成分配内存和释放内存的功能，但是 C++ 用 new 分配内存时会调用构造函数，用 delete 释放内存时会调用析构函数。

new、delete、malloc、free 区别

• new 和 delete 是 C++ 的运算符，malloc 和 free 是 C++/C 语言的标准框函数，都可用于申请动态内存和释放内存。
• new 动过调用对象的构造函数来申请动态内存；delete 通过调用对象的析构函数来释放内存。
• 对于非内部数据类型的对象而言，只用 maloc/free 是无法满足动态对象的要求。我们知道对象在创建的同时要自动执行构造函数，对象在消亡之前要自动执行析构函数。但由于 malloc/free 是库函数而不是运算符，不在编译器控制权限之内，不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于 malloc/free。因此 new/delete 其实比 malloc/free 更灵活。

static 关键字作用

• 声明全局静态变量：在全局变量前加上关键字 static，全局变量就定义成一个全局静态变量，作用域在声明它的文件之外是不可见的，即从定义之处开始到文件结尾。
• 局部静态变量：在局部变量前加上关键字 static，作用域仍然为局部作用域，即当定义它的函数或者语句块结束的时候，作用域结束。
• 静态函数： 在函数返回类型前加 static，静态函数只在声明他的文件中可见，不能被其他文件使用。
• 类的静态成员：在类中，静态成员可以实现多个对象之间的数据共享，即静态成员是类的所有对象中共享的成员，而不是某个对象成员。并且使用静态数据成员不会破坏隐藏的原则，保证了数据的安全性。
• 类的静态函数：把函数成员声明为静态的，就可以把函数与类的任何特定对象独立开来。静态成员函数即使在类对象不存在的情况下也能被调用，静态函数只要使用类名加范围解析运算符 :: 就可以访问(<类名>::<静态成员函数名>(<参数表>))

类的 static 变量在什么时候初始化？函数的 static 变量在什么时候初始化？

类的静态成员变量在类实例化之前就已经存在了，并且分配了内存。函数的static 变量在执行此函数时进行初始化。

C++ 变量作用域

作用域即是程序的一个区域，在程序中变量的作用域一般有三个地方：

• 在函数或者一个代码块内部声明的变量，称为局部变量；
• 在函数参数中定义的变量，称为形参；
• 在所有函数外部声明的变量，比如在程序文件开头定义的变量，称为全局变量。

C++ 指针和引用的区别

• 指针有自己的内存空间，而引用只是一个别名，类似于Python浅拷贝和深拷贝的区别
• 不存在空引用, 引用必须链接到一块合法的内存地址；
• 一旦引用被初始化为一个对象，就不能指向另一个对象。指针可以在任何时候指向任何一个对象；
• 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间初始化。
• 指针可以有多级，但是引用只能是一级（int **p；合法 而 int &&a 是不合法的）。

C++ 中析构函数的作用

析构函数与构造函数对应，类的析构函数是类的一种特殊的成员函数，它会在每次删除所创建的对象时执行。析构函数的名称与类的名称是完全相同的，只是在前面加了个波浪号（~）作为前缀，它不会返回任何值，也不能带有任何参数。析构函数有助于在跳出程序（比如关闭文件、释放内存等）前释放资源。

C++ 静态函数和虚函数的区别

静态函数在编译的时候就已经确定运行时机，虚函数在运行的时候动态绑定。虚函数因为用了虚函数表机制，调用的时候会增加一次内存开销。

++i 和 i++ 区别

++i 先自增1，再返回，i++，先返回 i，再自增1.

const 关键字作用

const类型的对象在程序执行期间不能被修改改变。

C++如何传递数组给函数

首先要知道的是，C++ 传数组给一个函数，该数组类型会自动转换为指针，因此实际传递的是地址。

一维数组作为形参有以下三种方式，多维数组作为形参类似。

• 形参是一个指针；
• 形参是已定义大小的数组；
• 形参是未定义大小的数组。