C++11 面试题整理

C++面试题

1 菱形继承

virtual public A

2 多态

多态实现原理：

静态多态
动态多态

静态多态：
依赖函数重载，编译期确定。
函数重载：允许在同一作用于内声明多个功能类似的同名函数，函数列表不同。注意：不能仅通过返回值类型确定重载（函数模板也是其中之一）。

    原理：
    1 函数名修饰；
    2 编译过程：
        预编译 把头文件当中的函数声明拷贝到源文件，避免编译过程中的语法分析找不到函数定义
        * 编译 语法分析，同时进行符号汇总（函数名）
        * 汇编 生成函数名到函数地址的映射，方便通过函数名找到函数定义位置
        链接 将多个文件中的符号表汇总合并

    objdump -t *.o // _Zn + 类长度 + 类名 + 函数名长度 + 函数名 + E + 类型首字母

动态多态：
虚函数重写，运行期确定
在基类的函数名前加virtual关键字，在子类中重写 override
运行时将根据对象的类型调用相应的函数
如果对象的类型是基类，则调用基类函数；反之，若是派生类，则调用派生类函数

使用：
    一般使用基类指针指向对象，如果是基类，指向基类的虚函数表；反之，指向子类的虚函数表

原理：
    早绑定：编译期已确定对象调用的函数地址
    晚绑定：若类使用virtual函数，则会为类生成虚函数表（一维数组，存放虚函数地址），类对象构造时会初始化该虚表指针；
        虚函数表指针在构造时初始化

3 override/final

c++11引入这两个关键字

原因：
虚函数重写
不能阻止某个虚函数进一步重写
本意写一个心函数，错误重写基类虚函数（子类中virtual关键字可省略）
本意重写基类虚函数，但是签名不一致，在子类中重新构建了一个新的虚函数

类继承
    不能阻止某个类进一步派生

override
指定子类一个虚函数复写基类的一个虚函数
保证该重写的虚函数与基类的虚函数具有相同的签名

final
指定某个虚函数不能在派生类中被覆盖，或者某个类不能被派生
阻止类进一步派生
阻止虚函数进一步重写

4 类型推导

类型：
模板方法中模板参数类型的推导
auto decltype (都是c++11引入，其中auto的类型推导是c++引入)

原因：
c++是强类型语言
编译器来处理类型推导
提升语言的编码效率

关键字：
auto
原理：用于推导变量的类型，通过强制声明一个变量的初始值，编译器会通过初始值进行推导类型。
规则：变量必须在定义时初始化；如果用auto定义多个变量，那么这些变量必须为同一类型；类型推导时会丢失cv语义/&;
需要保留&/cv,使用const & / const auto
万能引用 auto&&, 根据初始值的属性来判断左值引用/右值引用
auto不能推导数组类型，会得到指针类型
auto可以推导函数返回值类型（c++14）

    应用：尽量使用auto声明变量，除非影响到可读性
        使用容器时，名字较长，使用auto更方便
        匿名函数返回值
        模板函数中可以节约模板参数类型

    延伸：typeid会丢失顶层const；typeid只有在虚表查找时才会有运行时开销，否则都是在编译阶段完成

decltype
    原理：用于推导表达式的类型，只分析表达式类型而不参与运算
    规则：
        exp是普通表达式，推导表达式类型
        exp是函数调用，推导函数返回值类型
        exp是左值引用，推导出左值引用
    应用：范型编程

5 function/lambda/bind

function
类模板
一个抽象了函数参数以及函数返回值的类模板

    抽象方式：将任意函数包装成一个对象，该对象可以保存/传递/复制；动态绑定，只需要修改该对象（赋值不同的function对象），实现类似多态的效果

用途：保存普通函数，类的静态成员数据；保存仿函数；保存类成员函数；保存lambda表达式

function<void(CHello *, int)> f = &CHello::hello;

仿函数（函数对象）
重载了操作符’()'的类

class Hello {
   
    void operator()(int count) {
   
        i += count;
        cout << "Hello " << i << endl;
    }

    int i;
};
function<void(int)> f = Hello();
f(3);

特征：可以有状态，通过成员变量进行存储；有状态的函数对象成为闭包

lambda表达式
一种方便创建匿名函数对象的语法糖

    int i = 0;
    // auto f_hello = [i]() mutable -> void { ++i; cout << "lambda i:" << i << endl;}; // 未修改外部变量，闭包
    auto f_hello = [&i]() {
    ++i; cout << "lambda i:" << i << endl;}; // 修改外部变量
    f_hello();
    f_hello();

    cout << "global i:"