C++面试常见题目

c++编译过程

1. 预处理
   预处理过程主要处理那些源代码文件以“#”开始的预编译指令。比如“#include”、“#define”和条件预编译指令，如“#if”、“#ifdef”等。预处理时，将所有的“#define”删除，展开所有的宏定义，并且替换掉“#include”。
2. 编译
   编译过程就是把预处理完的文件进行一系列的词法分析、语法分析、语义分析以及优化后产生相应的汇编代码文件.
   　编译技巧：编译的作用是对源程序进行词法检查、语法检查和中间代码生成。编译时对文件中的全部内容进行检查，如果有语法错误，编译结束后会显示出所有的编译出错信息，开发人员可以根据错误提示修改程序。对于新写的一个保护多个文件的工程，一开始采用源文件分别编译，这样容易发现每个源文件的自身错误，限定了错误的范围，如果一开始就采用全部编译，多个源文件可能会产生许多错误，无形中增加了开发难度。如果每个源文件都通过了编译，再将所有文件进行编译。对源文件分别编译对于调试，纠错是一种很好的方法。
3. 汇编
   汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。只是根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译，有时候我们也将预编译、编译和汇编统称为编译。
4. 将目标文件链接
   链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接，如源文件产生的目标文件和库文件等，使得所有的这些目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。根据指定的库函数的不同，链接处理可分为两种：
   (1)静态链接：在这种链接方式下，函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合，其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。
   (2)动态链接：此种方式下，函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少量的登记信息。在此可执行文件被执行时，动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。

自动类型推导auto和decltype

decltype的作用是“查询表达式的类型”,
推导出表达式类型:

int i = 4;
decltype(i) a; //推导结果为int。a的类型为int。

与using/typedef合用，用于定义类型。

using size_t = decltype(sizeof(0));//sizeof(a)的返回值为size_t类型
using ptrdiff_t = decltype((int*)0 - (int*)0);
using nullptr_t = decltype(nullptr);
vector<int >vec;
typedef decltype(vec.begin()) vectype;
for (vectype i = vec.begin; i != vec.end(); i++)
{
   
//...
}

auto 的作用是自动推导类型.

重载、重写（覆盖）和隐藏的区别

重载：
是指同一可访问区内被声明的几个具有不同参数列（参数的类型，个数，顺序不同）的同名函数，根据参数列表确定调用哪个函数，重载不关心函数返回类型。
隐藏：
是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，注意只要同名函数，不管参数列表是否相同，基类函数都会被隐藏。
重写(覆盖)：
是指派生类中存在重新定义的函数。其函数名，参数列表，返回值类型，所有都必须同基类中被重写的函数一致。只有函数体不同（花括号内），派生类调用时会调用派生类的重写函数，不会调用被重写函数。重写的基类中被重写的函数必须有virtual修饰。

重载和重写的区别：
（1）范围区别：重写和被重写的函数在不同的类中，重载和被重载的函数在同一类中。
（2）参数区别：重写与被重写的函数参数列表一定相同，重载和被重载的函数参数列表一定不同。
（3）virtual的区别：重写的基类必须要有virtual修饰，重载函数和被重载函数可以被virtual修饰，也可以没有。
隐藏和重写，重载的区别：
（1）与重载范围不同：隐藏函数和被隐藏函数在不同类中。
（2）参数的区别：隐藏函数和被隐藏函数参数列表可以相同，也可以不同，但函数名一定同；当参数不同时，无论基类中的函数是否被virtual修饰，基类函数都是被隐藏，而不是被重写。

C++构造函数和析构函数能调用虚函数吗

构造函数和析构函数调用虚函数时都不使用动态联编，如果在构造函数或析构函数中调用虚函数，则运行的是为构造函数或析构函数自身类型定义的版本。

原因分析：

（1）不要在构造函数中调用虚函数的原因：因为父类对象会在子类之前进行构造，此时子类部分的数据成员还未初始化， 因此调用子类的虚函数是不安全的，故而C++不会进行动态联编。
（2）不要在析构函数中调用虚函数的原因：析构函数是用来销毁一个对象的，在销毁一个对象时，先调用子类的析构函数，然后再调用基类的析构函数。所以在调用基类的析构函数时，派生类对象的数据成员已经“销毁”，这个时再调用子类的虚函数已经没有意义了。

volatile关键词

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未知的因素更改，比如：操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。声明时语法：int volatile vInt; 当要求使用 volatile 声明的变量的值的时候，系统总是重新从它所在的内存读取数据，即使它前面的指令刚刚从该处读取过数据。而且读取的数据立刻被保存。

其实不只是“内嵌汇编操纵栈”这种方式属于编译无法识别的变量改变，另外更多的可能是多线程并发访问共享变量时，一个线程改变了变量的值，怎样让改变后的值对其它线程 visible。一般说来，volatile用在如下的几个地方：

1. 中断服务程序中修改的供其它程序检测的变量需要加volatile；
2. 多任务环境下各任务间共享的标志应该加volatile；
3. 存储器映射的硬件寄存器通常也要加volatile说明，因为每次对它的读写都可能由不同意义；
   https://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/14/1777432.html

运算符重载格式

Point operator+(const Point &);

noexecpt

该关键字告诉编译器，函数中不会发生异常,这有利于编译器对程序做更多的优化。
如果在运行时，noexecpt函数向外抛出了异常（如果函数内部捕捉了异常并完成处理，这种情况不算抛出异常），程序会直接终止，调用std::terminate()函数，该函数内部会调用std::abort()终止程序。
常用异常处理
C++中的异常处理是在运行时而不是编译时检测的。为了实现运行时检测，编译器创建额外的代码，然而这会妨碍程序优化。
在实践中，一般两种异常抛出方式是常用的：
一个操作或者函数可能会抛出一个异常;
一个操作或者函数不可能抛出任何异常。

后面这一种方式中在以往的C++版本中常用throw()表示，在C++ 11中已经被noexcept代替。

什么时候该使用noexcept？

使用noexcept表明函数或操作不会发生异常，会给编译器更大的优化空间。然而，并不是加上noexcept就能提高效率，步子迈大了也容易扯着蛋。
以下情形鼓励使用noexcept：
移动构造函数（move constructor）
移动分配函数（move assignment）
析构函数（destructor）。这里提一句，在新版本的编译器中，析构函数是默认加上关键字noexcept的。
叶子函数（Leaf Function）。叶子函数是指在函数内部不分配栈空间，也不调用其它函数，也不存储非易失性寄存器，也不处理异常。
最后强调一句，在不是以上情况或者没把握的情况下，不要轻易使用noexception。

函数连续出现两个括号

func()() 第一个组括号执行func 第二组括号执行func的返回值。可以被执行的返回值的类型有：函数指针，函数对象(functor) 等，此外lambda表达式后面出现括号表示直接调用该表达式。

inline和define的作用和区别

一、为什么要用inline
函数调用时都会产生一些额外的开销，主要是系统栈的保护、代码的传递、系统栈的恢复以及参数传递等。对于那些函数体很小、执行时间很短但又频繁使用的函数，定义为内联函数提高函数调用的效率。内联函数不是在调用时发生转移，而是在编译时将函数体嵌入到每个内联函数调用处。这样就省去了参数传递、系统栈的保护与恢复等的时间开销。
注意：
1.内联函数以目标代码的增加为代价来换取时间的节省。
2.内联函数在编译时被替换。
3.内联函数一般不能含有循环语句和switch语句。
4.内联函数的定义必须出现在第一次被调用之前。
5.对内联函数不能进行异常接口说明。

如果违背了上述注意点中的任意一项，编译程序就会无视关键字inline的存在，像处理一般函数一样处理，不生成扩展代码。

二、#define
宏代码片段 由预处理器处理,进行简单的文本替换,没有任何编译过程.
简单来说，define是纯文本的替换，替换完成后进入编译。

inline是先将内联函数编译完成生成了函数体，直接插入被调用的地方，减少了压栈，跳转和返回的操作。

关于静态函数只能调用静态变量

this指针的调用

友元 friend

友元提供了一种 普通函数或者类成员函数 访问另一个类中的私有或保护成员 的机制。也就是说有两种形式的友元：

（1）友元函数：普通函数对一个访问某个类中的私有或保护成员。

（2）友元类：类A中的成员函数访问类B中的私有或保护成员

优点：提高了程序的运行效率。

缺点：破坏了类的封装性和数据的透明性。

总结： - 能访问私有成员 - 破坏封装性 - 友元关系不可传递 - 友元关系的单向性 - 友元声明的形式及数量不受限制

C++ 公有继承、保护继承和私有继承的对比

1.使用public继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，但是类外只能通过派生类的对象访问基类的public成员。
（1）基类的public成员在派生类中依然是public的。
（2）基类中的protected成员在派生类中依然是protected的。
（3）基类中的private成员在派生类中不可访问。
2.使用protected继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，并且类外也不能通过派生类的对象访问基类的成员（可以在派生类中添加公有成员函数接口间接访问基类中的public和protected成员）。
（1）基类的public成员在派生类中变为protected成员。
（2）基类的protected成员在派生类中依然是protected成员。
（3）基类中的private成员在派生类中不可访问。
3.使用private继承时，派生类内部可以访问基类中public和protected成员，并且类外也不能通过派生类的对象访问基类的成员（可以在派生类中添加公有成员函数接口间接访问基类中的public和protected成员）。
（1）基类的public成员在派生类中变成private成员。
（2）基类的protected成员在派生类中变成private成员。
（3）基类的private成员在派生类中不可访问。

C++如何避免内存泄露

1、不要手动管理内存，可以尝试在适用的情况下使用智能指针。

2、使用string而不是char*。string类在内部处理所有内存管理，而且它速度快且优化得很好。

3、除非要用旧的lib接口，否则不要使用原始指针。

4、在C++中避免内存泄漏的最好方法是尽可能少地在程序级别上进行new和delete调用–最好是没有。任何需要动态内存的东西都应该隐藏在一个RAII对象中，当它超出范围时释放内存。RAII在构造函数中分配内存并在析构函数中释放内存，这样当变量离开当前范围时，内存就可以被释放。

（注：RAII 资源获取即初始化，也就是说在构造函数中申请分配资源，在析构函数中释放资源）
5、使用了内存分配的函数，要记得使用其相应的函数释放掉内存。可以始终在new和delete之间编写代码，通过new关键字分配内存，通过delete关键字取消分配内存。

6、培养良好的编码习惯，在涉及内存的程序段中，检测内存是否发生泄漏。

二进制、八进制、十进制、十六进制

二进制：（前缀：0b/0B）（后缀：b/B）
八进制：（前缀：0）（后缀：o/O）
十进制：（前缀：无