01.C++ 面试题
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1. C/C++
1. const
作用:
- 修饰变量,说明该变量不被改变。
- 修饰指针,分为指向常量的指针(pointer to const)和自身是常量的指针(常量指针,const pointer)。
- 修饰引用,指向常量的引用(reference to const),用于形参类型,即避免了拷贝,又避免了函数对值的修改。
- 修饰成员函数,说明该成员函数内不能修改成员变量。
const 的指针与引用:
- 指针
指向常量的指针(pointer to const)
自身是常量的指针(常量指针,const pointer)
- 引用
指向常量的引用(reference to const)
没有 const reference,因为引用只是对象的别名,引用不是对象,不能用 const 修饰
使用:
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宏定义 #define
和 const 常量:
宏定义 #define | const 常量 |
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宏定义,相当于字符替换 | 常量声明 |
预处理器处理 | 编译器处理 |
无类型安全检查 | 有类型安全检查 |
不分配内存 | 要分配内存 |
存储在代码段 | 存储在数据段 |
可通过 #undef 取消 |
不可取消 |
2. static
- 修饰普通变量;修改变量的存储区域和生命周期,使变量存储在静态区,在 main 函数运行前进行分配空间,如果有初始值就就进行初始化,没有则用系统默认值初始化。
- 修饰普通函数;表明函数的作用范围,仅在定义该函数的文件内才能使用。在多人开发项目时,为了防止与他人命名空间里的函数重名,可以将函数定位为 static。
- 修饰成员变量;修饰成员变量使所有对象只保存一个该变量,而且不需要生成对象就可以访问该成员。
- 修饰成员函数;成员函数使得不需要生成对象就可以方位该函数,但是在 static 函数内不能访问非静态成员。
3. this 指针
- this 指针是一个隐含于每一个非静态成员函数中的特殊指针。它只想调用该成员函数的那个对象。
- 当对一个对象调用成员函数时,编译程序先将对象地址赋予 this 指针,然后调用成员函数,每次成员函数存取数据成员时,都隐式使用 this 指针。
- 当一个成员函数被调用时,自动向它传递一个隐含的参数,该参数是一个指向这个成员函数所在的对象指针。
- this 指针被隐含地声明为:
ClassName *const this
,这意味着不能给 this 指针赋值;在 ClassName 类的 const 成员函数中,this 指针类型为:const ClassName* const
,这说明不能对 this 指针指向的这种对象是不可能修改的。(即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作) - this 并不是一个常规变量,而是一个右值,所以不能取 this 的地址(不能 &this)。
- 三种场景中经常需要隐式引用 this 指针:
- 为实现对象的链式引用。
- 为避免对同一对象进行赋值操作。
- 在实现一些数据结构时,如:list。
4. inline 内联函数
特征:
- 相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处。
- 相当于不用执行进入函数的步骤,直接调用函数体。
- 相当于宏,却比宏多了类型检查,真正具有函数特性。
- 编译器一般不内联包含:循环、递归、switch 等复杂操作的内联函数。
- 在类声明中定义的函数,除了虚函数其他函数都会自动隐式地当成内联函数。
使用:
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编译器对 inline 函数的处理步骤:
- 将 inline 函数体复制到 inline 函数调用处。
- 为所用 inline 函数中的局部变量分配内存空间。
- 将 inline 函数的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中。
- 如果 inline 函数有多个返回点,将其转变为 inline 函数代码块末尾的分支(使用 goto)。
优缺点:
- 优点:
- 内联函数同宏函数一样将在被调用处进行代码展开,省去了参数压栈、栈帧开辟与回收,结果返回等,从而提高程序运行速度。
- 内联函数相比宏函数来说,在代码展开时,会做安全检查或自动类型转换(同普通函数),而宏定义则不会。
- 在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数,因此内联函数可以访问类的成员变量,宏定义则不能。
- 内联函数在运行时可调试,而宏定义不可以。
- 缺点:
- 代码膨胀。内联是以代码膨胀(复制)为代价,消除函数调用带来的开销。如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。另一方面,每一处内联函数的调用都要复制代码,将使程序的总代码量增大,消耗更多的内存空间。
- inline 函数无法随着函数库升级而升级。inline 函数的改变需要重新编译,不像 non-inline 可以直接链接。
- 是否内联,程序员不可控。内联函数只是对编译器的建议,是否对函数内联,决定权在于编译器。
虚函数(virtual)可以是内联函数(inline)吗?
- 虚函数可以是内联函数,内联是可以修饰虚函数的,但是当虚函数表现多态性的时候不能内联。
- 内联是在编译期建议编译器内联,而虚函数的多态性在运行期,编译器无法知道运行期调用哪个代码,因此虚函数表现为多态性时(运行期)不可以内联。
inline virtual
唯一可以内联的时候是:编译器知道所调用的对象是哪个类(如Base::who()
),这只有在编译器具有实际对象而不是对象的指针或引用时才会发生。
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5. volatile
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- volatile 关键字是一种类型修饰符,用它声明的类型变量表示可以被某些编译器的未知原因(操作系统、硬件、其它线程等)更改。所以使用 volatile 告诉编译器不应对这样的对象进行优化。
- volatile 关键字声明的变量,每次访问时都必须从内存中取出值(没有被 volatile 修饰的变量,可能由于编译器的优化,从 CPU 寄存器中取值)。
- const 可以是 volatile (如只读的状态寄存器)。
- 指针可以是 volatile。
6. assert()
断言,是宏,而非函数。assert 宏的原型定义在 <assert.h>
(C)、<cassert>
(C++)中,其作用是如果它的条件返回错误,则终止程序执行。可以通过定义 NDEBUG
来关闭 assert,但是需要在源代码的开头,include <assert.h>
之前。
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7. sizeof()
- sizeof 对数组,得到整个数组所占空间大小。
- sizeof 对指针,得到指针本身所占空间大小。
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设置结构体、联合以及类成员变量以 n 字节方式对其
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8. 位域
01.C++ 面试题
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