c++常見面試題30道

2020-08-11 16:29:35

1.new、delete、malloc、free關係

delete會呼叫物件的解構函式,和new對應free只會釋放記憶體,new呼叫建構函式。malloc與free是C++/C語言的標準庫函數,new/delete是C++的運算子。它們都可用於申請動態記憶體和釋放記憶體。對於非內部數據型別的物件而言,光用maloc/free無法滿足動態物件的要求。物件在建立的同時要自動執行建構函式,物件在消亡之前要自動執行解構函式。由於malloc/free是庫函數而不是運算子,不在編譯器控制權限之內,不能夠把執行建構函式和解構函式的任務強加於malloc/free。因此C++語言需要一個能完成動態記憶體分配和初始化工作的運算子new,以及一個能完成清理與釋放記憶體工作的運算子delete。注意new/delete不是庫函數。

2.delete與 delete []區別

delete只會呼叫一次解構函式,而delete[]會呼叫每一個成員的解構函式。在More Effective C++中有更爲詳細的解釋:「當delete操作符用於陣列時,它爲每個陣列元素呼叫解構函式,然後呼叫operator delete來釋放記憶體。」delete與new配套,delete []與new []配套

MemTest *mTest1=new MemTest[10];

MemTest *mTest2=new MemTest;

Int *pInt1=new int [10];

Int *pInt2=new int;

delete[]pInt1; //-1-

delete[]pInt2; //-2-

delete[]mTest1;//-3-

delete[]mTest2;//-4-

在-4-處報錯。

這就說明:對於內建簡單數據型別,delete和delete[]功能是相同的。對於自定義的複雜數據型別,delete和delete[]不能互用。delete[]刪除一個數組,delete刪除一個指針。簡單來說,用new分配的記憶體用delete刪除;用new[]分配的記憶體用delete[]刪除。delete[]會呼叫陣列元素的解構函式。內部數據型別沒有解構函式,所以問題不大。如果你在用delete時沒用括號,delete就會認爲指向的是單個物件,否則,它就會認爲指向的是一個數組。

3.C++有哪些性質(物件導向特點)

封裝,繼承和多型。

4.子類解構時要呼叫父類別的解構函式嗎?

解構函式呼叫的次序是先派生類的解構後基礎類別的解構,也就是說在基礎類別的的解構呼叫的時候,派生類的資訊已經全部銷燬了。定義一個物件時先呼叫基礎類別的建構函式、然後呼叫派生類別建構函式;解構的時候恰好相反:先呼叫派生類的解構函式、然後呼叫基礎類別的解構函式。

5.多型,虛擬函式,純虛擬函式

多型:是對於不同對象接收相同訊息時產生不同的動作。C++的多型性具體體現在執行和編譯兩個方面:在程式執行時的多型性通過繼承和虛擬函式來體現;

在程式編譯時多型性體現在函數和運算子的過載上;

虛擬函式:在基礎類別中冠以關鍵字 virtual 的成員函數。 它提供了一種介面介面。允許在派生類中對基礎類別的虛擬函式重新定義。

純虛擬函式的作用:在基礎類別中爲其派生類保留一個函數的名字,以便派生類根據需要對它進行定義。作爲介面而存在 純虛擬函式不具備函數的功能,一般不能直接被呼叫。

從基礎類別繼承來的純虛擬函式,在派生類中仍是虛擬函式。如果一個類中至少有一個純虛擬函式,那麼這個類被稱爲抽象類(abstract class)。

抽象類中不僅包括純虛擬函式,也可包括虛擬函式。抽象類必須用作派生其他類的基礎類別,而不能用於直接建立物件範例。但仍可使用指向抽象類的指針支援執行時多型性。

6.求下面 下麪函數的返回值(微軟)

int func(x) 

int countx = 0; 

while(x) 

countx ++; 

x = x&(x-1); 

return countx; 

假定x = 9999。 答案:8

思路:將x轉化爲2進位制,看含有的1的個數。

7.什麼是「參照」?申明和使用「參照」要注意哪些問題?

答:參照就是某個目標變數的「別名」(alias),對應用的操作與對變數直接操作效果完全相同。申明一個參照的時候,切記要對其進行初始化。參照宣告完畢後,相當於目標變數名有兩個名稱,即該目標原名稱和參照名,不能再把該參照名作爲其他變數名的別名。宣告一個參照,不是新定義了一個變數,它只表示該參照名是目標變數名的一個別名,它本身不是一種數據型別,因此參照本身不佔儲存單元,系統也不給參照分配儲存單元。不能建立陣列的參照。

8.將「參照」作爲函數參數有哪些特點?

(1)傳遞參照給函數與傳遞指針的效果是一樣的。這時,被調函數的形參就成爲原來主調函數中的實參變數或物件的一個別名來使用,所以在被調函數中對形參變數的操作就是對其相應的目標物件(在主調函數中)的操作。

(2)使用參照傳遞函數的參數,在記憶體中並沒有產生實參的副本,它是直接對實參操作;而使用一般變數傳遞函數的參數,當發生函數呼叫時,需要給形參分配儲存單元,形參變數是實參變數的副本;如果傳遞的是物件,還將呼叫拷貝建構函式。因此,當參數傳遞的數據較大時,用參照比用一般變數傳遞參數的效率和所佔空間都好。

(3)使用指針作爲函數的參數雖然也能達到與使用參照的效果,但是,在被調函數中同樣要給形參分配儲存單元,且需要重複使用"*指針變數名"的形式進行運算,這很容易產生錯誤且程式的閱讀性較差;另一方面,在主調函數的呼叫點處,必須用變數的地址作爲實參。而參照更容易使用,更清晰。

9.在什麼時候需要使用「常參照」? 

如果既要利用參照提高程式的效率,又要保護傳遞給函數的數據不在函數中被改變,就應使用常參照。常參照宣告方式:const 型別識別符號 &參照名=目標變數名;

例1

int a ;

const int &ra=a;

ra=1; //錯誤

a=1; //正確

例2

string foo( );

void bar(string & s);

那麼下面 下麪的表達式將是非法的:

bar(foo( ));

bar("hello world");

原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時物件,而在C++中,這些臨時物件都是const型別的。因此上面的表達式就是試圖將一個const型別的物件轉換爲非const型別,這是非法的。參照型參數應該在能被定義爲const的情況下,儘量定義爲const 。

10.將「參照」作爲函數返回值型別的格式、好處和需要遵守的規則?

格式:型別識別符號 &函數名(形參列表及型別說明){ //函數體 }

好處:在記憶體中不產生被返回值的副本;(注意:正是因爲這點原因,所以返回一個區域性變數的參照是不可取的。因爲隨着該區域性變數生存期的結束,相應的參照也會失效,產生runtime error! 

注意事項:

(1)不能返回區域性變數的參照。這條可以參照Effective C++[1]的Item 31。主要原因是區域性變數會在函數返回後被銷燬,因此被返回的參照就成爲了"無所指"的參照,程式會進入未知狀態。

(2)不能返回函數內部new分配的記憶體的參照。這條可以參照Effective C++[1]的Item 31。雖然不存在區域性變數的被動銷燬問題,可對於這種情況(返回函數內部new分配記憶體的參照),又面臨其它尷尬局面。例如,被函數返回的參照只是作爲一個臨時變數出現,而沒有被賦予一個實際的變數,那麼這個參照所指向的空間(由new分配)就無法釋放,造成memory leak。

(3)可以返回類成員的參照,但最好是const。這條原則可以參照Effective C++[1]的Item 30。主要原因是當物件的屬性是與某種業務規則(business rule)相關聯的時候,其賦值常常與某些其它屬性或者物件的狀態有關,因此有必要將賦值操作封裝在一個業務規則當中。如果其它物件可以獲得該屬性的非常數參照(或指針),那麼對該屬性的單純賦值就會破壞業務規則的完整性。

(4)流操作符過載返回值申明爲「參照」的作用:

流操作符<<和>>,這兩個操作符常常希望被連續使用,例如:cout << "hello" << endl; 因此這兩個操作符的返回值應該是一個仍然支援這兩個操作符的流參照。可選的其它方案包括:返回一個流物件和返回一個流物件指針。但是對於返回一個流物件,程式必須重新(拷貝)構造一個新的流物件,也就是說,連續的兩個<<操作符實際上是針對不同對象的!這無法讓人接受。對於返回一個流指針則不能連續使用<<操作符。因此,返回一個流物件參照是惟一選擇。這個唯一選擇很關鍵,它說明了參照的重要性以及無可替代性,也許這就是C++語言中引入參照這個概唸的原因吧。 

賦值操作符=。這個操作符象流操作符一樣,是可以連續使用的,例如:x = j = 10;或者(x=10)=100;賦值操作符的返回值必須是一個左值,以便可以被繼續賦值。因此參照成了這個操作符的惟一返回值選擇。

#include<iostream.h>

int &put(int n);

int vals[10];

int error=-1;

void main()

{

put(0)=10; //以put(0)函數值作爲左值,等價於vals[0]=10; 

put(9)=20; //以put(9)函數值作爲左值,等價於vals[9]=20; 

cout<<vals[0]; 

cout<<vals[9];

int &put(int n)

{

if (n>=0 && n<=9 ) return vals[n]; 

else { cout<<"subscript error"; return error; }

}

(5)在另外的一些操作符中,卻千萬不能返回參照:+-*/ 四則運算子。它們不能返回參照,Effective C++[1]的Item23詳細的討論了這個問題。主要原因是這四個操作符沒有side effect,因此,它們必須構造一個物件作爲返回值,可選的方案包括:返回一個物件、返回一個區域性變數的參照,返回一個new分配的物件的參照、返回一個靜態物件參照。根據前面提到的參照作爲返回值的三個規則,第2、3兩個方案都被否決了。靜態物件的參照又因爲((a+b) == (c+d))會永遠爲true而導致錯誤。所以可選的只剩下返回一個物件了。

11、結構與聯合有和區別?

(1). 結構和聯合都是由多個不同的數據型別成員組成, 但在任何同一時刻, 聯合中只存放了一個被選中的成員(所有成員共用一塊地址空間), 而結構的所有成員都存在(不同成員的存放地址不同)。 

(2). 對於聯合的不同成員賦值, 將會對其它成員重寫, 原來成員的值就不存在了, 而對於結構的不同成員賦值是互不影響的。

12、試寫出程式結果:

int  a=4;

int  &f(int  x)

{    a=a+x;

      return  a;

}

int main(void)

{    int   t=5;

     cout<<f(t)<<endl;  a = 9

    f(t)=20;             a = 20

    cout<<f(t)<<endl;     t = 5,a = 20  a = 25

     t=f(t);                a = 30 t = 30

    cout<<f(t)<<endl;  }    t = 60

}

 13.過載(overload)和重寫(overried,有的書也叫做「覆蓋」)的區別?

常考的題目。從定義上來說:

過載:是指允許存在多個同名函數,而這些函數的參數表不同(或許參數個數不同,或許參數型別不同,或許兩者都不同)。

重寫:是指子類重新定義父類別虛擬函式的方法。

從實現原理上來說:

過載:編譯器根據函數不同的參數表,對同名函數的名稱做修飾,然後這些同名函數就成了不同的函數(至少對於編譯器來說是這樣的)。如,有兩個同名函數:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那麼編譯器做過修飾後的函數名稱可能是這樣的:int_func、str_func。對於這兩個函數的呼叫,在編譯器間就已經確定了,是靜態的。也就是說,它們的地址在編譯期就系結了(早系結),因此,過載和多型無關!

重寫:和多型真正相關。當子類重新定義了父類別的虛擬函式後,父類別指針根據賦給它的不同的子類指針,動態的呼叫屬於子類的該函數,這樣的函數呼叫在編譯期間是無法確定的(呼叫的子類的虛擬函式的地址無法給出)。因此,這樣的函數地址是在執行期系結的(晚系結)。

  

 14.有哪幾種情況只能用intialization list 而不能用assignment?

答案:當類中含有const、reference 成員變數;基礎類別的建構函式都需要初始化表。

15. C++是不是型別安全的?

答案:不是。兩個不同類型的指針之間可以強制轉換(用reinterpret cast)。C#是型別安全的。

16. main 函數執行以前,還會執行什麼程式碼?

答案:全域性物件的建構函式會在main 函數之前執行。

17. 描述記憶體分配方式以及它們的區別?

1) 從靜態儲存區域分配。記憶體在程式編譯的時候就已經分配好,這塊記憶體在程式的整個執行期間都存在。例如全域性變數,static 變數。

2) 在棧上建立。在執行函數時,函數內區域性變數的儲存單元都可以在棧上建立,函數執行結束時這些儲存單元自動被釋放。棧記憶體分配運算內建於處理器的指令集。

3) 從堆上分配,亦稱動態記憶體分配。程式在執行的時候用malloc 或new 申請任意多少的記憶體,程式設計師自己負責在何時用free 或delete 釋放記憶體。動態記憶體的生存期由程式設計師決定,使用非常靈活,但問題也最多。

 18.分別寫出BOOL,int,float,指針型別的變數a 與「零」的比較語句。

答案:

BOOL : if ( !a ) or if(a)

int : if ( a == 0)

float : const EXPRESSION EXP = 0.000001

if ( a < EXP && a >-EXP)

pointer : if ( a != NULL) or if(a == NULL)

19.請說出const與#define 相比,有何優點?

答案:

const作用:定義常數、修飾函數參數、修飾函數返回值三個作用。被Const修飾的東西都受到強制保護,可以預防意外的變動,能提高程式的健壯性。

1) const 常數有數據型別,而宏常數沒有數據型別。編譯器可以對前者進行型別安全檢查。而對後者只進行字元替換,沒有型別安全檢查,並且在字元替換可能會產生意料不到的錯誤。

2) 有些整合化的偵錯工具可以對const 常數進行偵錯,但是不能對宏常數進行偵錯。

20.簡述陣列與指針的區別?

陣列要麼在靜態儲存區被建立(如全域性陣列),要麼在棧上被建立。指針可以隨時指向任意型別的記憶體塊。

(1)修改內容上的差別

char a[] = 「hello」;

a[0] = ‘X’;

char *p = 「world」; // 注意p 指向常數字串

p[0] = ‘X’; // 編譯器不能發現該錯誤,執行時錯誤

(2) 用運算子sizeof 可以計算出陣列的容量(位元組數)。sizeof(p),p 爲指針得到的是一個指針變數的位元組數,而不是p 所指的記憶體容量。C++/C 語言沒有辦法知道指針所指的記憶體容量,除非在申請記憶體時記住它。注意當陣列作爲函數的參數進行傳遞時,該陣列自動退化爲同類型的指針。

char a[] = "hello world";

char *p = a;

cout<< sizeof(a) << endl; // 12 位元組

cout<< sizeof(p) << endl; // 4 位元組

計算陣列和指針的記憶體容量

void Func(char a[100])

{

cout<< sizeof(a) << endl; // 4 位元組而不是100 位元組

}

第21題: int (*s[10])(int) 表示的是什麼?

int (*s[10])(int) 函數指針陣列,每個指針指向一個int func(int param)的函數。

第22題:棧記憶體與文字常數區

           char str1[] = "abc";
  char str2[] = "abc";

  const char str3[] = "abc";
  const char str4[] = "abc";

  const char *str5 = "abc";
  const char *str6 = "abc";

  char *str7 = "abc";
  char *str8 = "abc";

  cout << ( str1 == str2 ) << endl;//0  分別指向各自的棧記憶體
  cout << ( str3 == str4 ) << endl;//0  分別指向各自的棧記憶體
  cout << ( str5 == str6 ) << endl;//1指向文字常數區地址相同

  cout << ( str7 == str8 ) << endl;//1指向文字常數區地址相同

  結果是:0 0 1 1

  解答:str1,str2,str3,str4是陣列變數,它們有各自的記憶體空間;而str5,str6,str7,str8是指針,它們指向相同的常數區域。

第23題:將程式跳轉到指定記憶體地址

要對絕對地址0x100000賦值,我們可以用(unsigned int*)0x100000 = 1234;那麼要是想讓程式跳轉到絕對地址是0x100000去執行,應該怎麼做?


  *((void (*)( ))0x100000 ) ( );
  首先要將0x100000強制轉換成函數指針,即:
  (void (*)())0x100000
  然後再呼叫它:
  *((void (*)())0x100000)();
  用typedef可以看得更直觀些:
  typedef void(*)() voidFuncPtr;
  *((voidFuncPtr)0x100000)();

第24題:int id[sizeof(unsigned long)];這個對嗎?爲什麼?


 答案:正確 這個 sizeof是編譯時運算子,編譯時就確定了  ,可以看成和機器有關的常數。

第25題:參照與指針有什麼區別?


【參考答案】                         
1) 參照必須被初始化,指針不必。

2) 參照初始化以後不能被改變,指針可以改變所指的物件。

3) 不存在指向空值的參照,但是存在指向空值的指針。

第26題:const  與 #define 的比較 ,const有什麼優點?


 【參考答案】

(1) const 常數有數據型別,而宏常數沒有數據型別。編譯器可以對前者進行型別安全檢查。而對後者只進行字元替換,沒有型別安全檢查,並且在字元替換可能會產生意料不到的錯誤(邊際效應) 。

(2)  有些整合化的偵錯工具可以對 const 常數進行偵錯,但是不能對宏常數進行偵錯。

第27題:複雜宣告

void * ( * (*fp1)(int))[10];

float (*(* fp2)(int,int,int))(int);

int (* ( * fp3)())[10]();

分別表示什麼意思?
【標準答案】                                                           

1.void * ( * (*fp1)(int))[10];   fp1是一個指針,指向一個函數,這個函數的參數爲int型,函數的返回值是一個指針,這個指針指向一個數組,這個陣列有10個元素,每個元素是一個void*型指針。

2.float (*(* fp2)(int,int,int))(int);   fp2是一個指針,指向一個函數,這個函數的參數爲3個int型,函數的返回值是一個指針,這個指針指向一個函數,這個函數的參數爲int型,函數的返回值是float型。

3.int (* ( * fp3)())[10]();   fp3是一個指針,指向一個函數,這個函數的參數爲空,函數的返回值是一個指針,這個指針指向一個數組,這個陣列有10個元素,每個元素是一個指針,指向一個函數,這個函數的參數爲空,函數的返回值是int型。

第28題:記憶體的分配方式有幾種?

【參考答案】

一、從靜態儲存區域分配。記憶體在程式編譯的時候就已經分配好,這塊記憶體在程式的整個執行期間都存在。例如全域性變數。

二、在棧上建立。在執行函數時,函數內區域性變數的儲存單元都可以在棧上建立,函數執行結束時這些儲存單元自動被釋放。棧記憶體分配運算內建於處理器的指令集中,效率很高,但是分配的記憶體容量有限。

三、從堆上分配,亦稱動態記憶體分配。程式在執行的時候用malloc或new申請任意多少的記憶體,程式設計師自己負責在何時用free或delete釋放記憶體。動態記憶體的生存期由我們決定,使用非常靈活,但問題也最多。

第29題:基礎類別的解構函式不是虛擬函式,會帶來什麼問題?

【參考答案】派生類的解構函式用不上,會造成資源的泄漏。

第30題:全域性變數和區域性變數有什麼區別?是怎麼實現的?操作系統和編譯器是怎麼知道的?

【參考答案】

生命週期不同:

全域性變數隨主程式建立和建立,隨主程式銷燬而銷燬;區域性變數在區域性函數內部,甚至區域性回圈體等內部存在,退出就不存在;

使用方式不同:通過宣告後全域性變數程式的各個部分都可以用到;區域性變數只能在區域性使用;分配在棧區。 

操作系統和編譯器通過記憶體分配的位置來知道的,全域性變數分配在全域性數據段並且在程式開始執行的時候被載入。區域性變數則分配在堆疊裏面 。