C++面试常见问题

1. stack 中有 pop() 和 top() 方法，为什么不直接用 pop() 实现弹出和取值的功能？

如果 stack 中存放的是较大是内容时，比如 vector 类型，取值的时候就会发生拷贝，如果拷贝失败，这是，

假设有一个stack<vector>，vector是一个动态容器，当你拷贝一个vector时，标准库会从堆上分配很多内存来完成这次拷贝。当这个系统处在重度负荷，或有严重的资源限制的情况下，这种内存分配就会失败，所以vector的拷贝构造函数可能会抛出一个std::bad_alloc异常。当vector中存有大量元素时，这种情况发生的可能性更大。当pop()函数返回“弹出值”时(也就是从栈中将这个值移除)，会有一个潜在的问题：这个值被返回到调用函数的时候，栈才被改变；但当拷贝数据的时候，调用函数抛出一个异常会怎么样？如果事情真的发生了，要弹出的数据将会丢失；它的确从栈上移出了，但是拷贝失败了！std::stack的设计人员将这个操作分为两个部分：先获取顶部元素(top())，然后从栈中移除元素(pop())。这样，在不能安全的将元素拷贝出去的情况下，栈中的这个数据还依旧存在，没有丢失。当问题是堆空间不足时，应用可能会释放一些内存，然后再进行尝试。

参考：为什么适配器stack中成员函数top()和pop()需要分离实现

2、UDP首部长度，有哪些字段

UDP数据报有两个字段：数据字段和首部字段。首部字段只有8个字节，由4个字段组成，每个字段长度都是2个字节。

各字段意义：
源端口号：
需要对方回信时可选用，不需要可全为0

目的端口号：
在终点交付报文时必须使用

长度：
UDP数据报的长度，最小值是8字节（仅有首部）

检验和：
检验数据报在传送过程中是否出错

3、TCP报文段的首部前面20个字节是固定的，而后面有4n个字节是根据需求而增加的选项（n为整数且最大为10)，因此TCP报文报文段的首部最小长度是20个字节，最大长度是60个字节。

首部固定部分个字段的意义：
1、源端口和目的端口，各占两个字节。

2、序号，占四个字节。
TCP报文段的数据部分，每一个字节都有一个序号，TCP首部的序号就是记录数据部分第一个字节的序号是多少。

3、确认号，占四个字节。
指期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号。比如A收到B发来的TCP报文段，最后一个数据的序号是500，由于TCP协议规定，每收到一个报文段要向发送者返回一个确认信息（ACK），因此A收到B的TCP报文段后需要给B发送一个确认的TCP报文段，这个报文段的确认号就应该是501，意味着告诉B，你接下来要给我发序号为501开始的数据了。

4、数据偏移，占四位
指出TCP报文段首部的长度。由于TCP首部长度在20-60个字节之间，因此无法确认数据开始位置，因此需要数据偏移指出首部长度，由此得出数据部分开始位置在哪。

5、保留，占六位，分别包含6个不同控制位
（1）紧急URG
放紧急URG被置1，说明此TCP报文段是紧急报文，需要尽快传送。
（2）确认ACK
当ACK=1,前面说的确认号的字段才会生效，TCP规定建立连接后，所有TCP报文段都必须把ACK置为1.
（3）推送PSH
较少使用，故不多说
（4）复位RST
当RST=1，说明TCP连接出现严重差错，必须释放连接，然后重新建立连接。
（5）同步SYN
在建立连接时的同步序号，当SYN=1，而ACK=0，说明这是一个连接请求的报文段，对方若是同意连接，则响应的报文段中SYN=1,ACK=1。因此SYN=1，说明这是一个连接请求或者连接接受的报文段。
（6）终止FIN
用来释放一个连接，当FIN=1，表面此报文段的发送方发送的数据已经发送完毕，并要求释放传输连接。

6、窗口，占两个字节
TCP报文段的窗口值告诉接收方，我这边最多一次能接受多少数据，所以你那边发送窗口的大小要设置好，别一次发太多我收不下。

7、检验和，占两个字节
检验和是检验TCP报文段的首部和数据部分在传输过程中是否有变化，如果接收方接收到的报文段的检验和有误，接收方就会丢弃此报文段。

8、紧急指针
只有URG=1时才有效，他指出本报文段中紧急数据的字节数，而紧急数据之后的数据那就是普通数据了。

9、选项
长度可变，为4n个字节（n为整数且最大为10）

4、struct和class的区别

默认的继承访问权限

struct是public的，class是private的。

5、C++继承：公有，私有，保护（转）

6、面向对象的三大特征：

1、封装：封装是将过程和数据包围起来，数据只能通过定义的接口访问。面向对象计算从一个基本概念开始，即现实世界可以表示为一系列完全自治的、封装的对象，这些对象通过受保护的接口访问其他对象。

2、继承：继承是一种层次模型，它连接类，允许并鼓励类的重用，提供了一种明确表达共性的方法。对象的新类可以从现有类派生，这个过程称为类继承。新类继承原类的属性。新类被称为原类的派生类（子类），原类被称为新类的基类（父类）。

3、多态：多态允许不同类的对象响应相同的消息。例如，同样的加法，两次相加和两个整数相加，一定是完全不同的。多态语言具有灵活性、抽象性、行为共享性和代码共享性等优点，较好地解决了应用程序功能的同名问题。

 

7、全局变量、局部变量

　　全局变量存放在静态存储区，初始值为0.全局变量默认作用域为整个工程。全局静态变量由static限制其作用范围为本文件。

　　局部变量存放在栈区，初始值未知。局部静态变量初始值为0，存放在静态存储区。

8、const

　　定义const常量，const的函数不能对其数据成员进行修改操作。 const的对象，不能引用非const的成员函数。

　　与define的区别：

　　　　const常量有数据类型，而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查，而对后者只进行字符替换，没有类型安全检查，并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误；

　　　　Const在堆栈分配了空间，而#define只是把具体数值直接传递到目标变量罢了。或者说，const的常量是一个Run-Time的概念，他在程序中确确实实的存在可以被调用、传递。而#define常量则是一个Compile-Time概念，它的生命周期止于编译期：在实际程序中他只是一个常数、一个命令中的参数，没有实际的存在。

　　　　c++编译器通常不为普通const常量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的常量，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高

9、排序

　　

 10、二分查找

　　　时间复杂度logn。

　　二叉查找树查找效率logn。最坏情况为退化成链表O(n)，最好情况为均匀排布

11、UDP丢包怎么办

收包率低/丢包率高的原因分析

• （1） 缓存太小，不能及时接收数据。

  连续多个UDP包超过了UDP接收缓冲区大小 ，比如：

  1. 如：UDP包过大
  2. 如：UDP发包速率过快，突发大数据流量超过了缓冲区上限

• （2）recvfrom()接收到数据之后处理速度太慢

  如果数据接收和处理是连续进行的，那么可能由于数据处理过慢，两次recvfrom调用的时间间隔里发过来的包丢失

对应的解决方法

• UDP包过大

  解决方法：增加系统发送或接收缓冲区大小

  int nBuf=32*1024;//设置为32K  
  setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nBuf,sizeof(int));
  setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nBuf,sizeof(int));
  

  • 1
  • 2
  • 3

• 发包速率过快

  解决方法:增加应答机制，处理完一个包后，在继续发包

• recvfrom()接收到数据之后处理速度太慢

  服务器程序启动之出，开辟两个线程，一个线程专门用于接收数据包，并存放在应用层的缓存区；另外一个线程用于专门处理和响应数据包请求，避免因为处理数据造成数据丢包。其本质上还是增大了缓冲区大小，只是将系统缓冲区转移到了自己的缓冲区。

• 最复杂的方式

  在应用层实现丢包重发机制和超时机制，确保数据包不丢失。

12、指针常见错误

　　引用未初始化的指针变量；往一个存放NULL地址的指针变量里面写入数据

13、c++程序编译的过程

　　linux 目标文件(*.o) bss,data,text,rodata,堆,栈 以及程序加载运行理解（转）

14、gdb断点种类：

　　行断点，条件断点，函数断点，数据断点（变量发生变化）

　　https://blog.csdn.net/arv002/article/details/110133971

15、linux命令行叫shell，linux下的shell是bash

16、一个变量的值由IO决定，用volatile来定义

17、线程池在linux下调用的是pthread，p代表POSIX

18、哈希表底层实现

　　C++ STL 标准库中，不仅是 unordered_map 容器，所有无序容器的底层实现都采用的是哈希表存储结构。更准确地说，是用“链地址法”（又称“开链法”）解决数据存储位置发生冲突的哈希表。

　　当使用无序容器存储键值对时，会先申请一整块连续的存储空间，但此空间并不用来直接存储键值对，而是存储各个链表的头指针，各键值对真正的存储位置是各个链表的节点。STL 标准库通常选用 vector 容器存储各个链表的头指针。

　　负载因子（load factor）。该属性同样适用于无序容器，用于衡量容器存储键值对的空/满程序，即负载因子越大，意味着容器越满，即各链表中挂载着越多的键值对，这无疑会降低容器查找目标键值对的效率；反之，负载因子越小，容器肯定越空，但并不一定各个链表中挂载的键值对就越少。

　　负载因子 = 容器存储的总键值对 / 桶数。默认情况下，无序容器的最大负载因子为 1.0。如果操作无序容器过程中，使得最大复杂因子超过了默认值，则容器会自动增加桶数，并重新进行哈希，以此来减小负载因子的值。需要注意的是，此过程会导致容器迭代器失效，但指向单个键值对的引用或者指针仍然有效。

19、手写malloc free

　　https://blog.csdn.net/sgbfblog/article/details/7976634

20、c++ 11、14、17

　　c++11 新特性 （转）

21、普通成员函数和构造函数不存在虚函数表中，只有虚函数存放在虚函数表中

22、构造函数中可以使用虚函数，但是达不到效果。析构函数中同样。

• a) 如果有继承，构造函数会先调用父类构造函数，而如果构造函数中有虚函数，此时子类还没有构造，所以此时的对象还是父类的，不会触发多态。更容易记的是基类构造期间，virtual函数不是virtual函数。
• b) 析构函数也是一样，子类先进行析构，这时，如果有virtual函数的话，子类的内容已经被析构了，C++会视其父类，执行父类的virtual函数。
• c) 总之，在构造和析构函数中，不要用虚函数。如果必须用，那么分离出一个Init函数和一个close函数，实现相关功能即可。

23、在C++中，只有被声明为const的成员函数才能被一个const类对象调用

24、this指针
每个对象拥有一个this指针，通过this指针来访问自己的地址。

this指针并不是对象的一部分，this指针所占的内存大小是不会反应在sizeof操作符上的。

this指针只能在成员函数中使用，全局函数、静态函数都不能使用this指针

在普通成员函数中，this是一个指向非const对象的const指针（如类类型为Student，那么this就是Student *const类型的指针）;
在const成员函数中，this指针是一个指向const对象的const指针（如类类型为Student，那么this就是const Student * const类型的指针)

this指针在成员函数开始执行前构造，在成员函数执行结束后销毁。

25、unique_ptr

可以通过std::move转移内存对象的所有权。如果调用reset，会释放掉当前内存对象。

可以通过release返回裸指针，并释放所有权。然后把裸指针赋值给另一个unique_ptr

内部只有内存对象的指针

26、shared_ptr

内部保存了内存对象的指针，以及引用计数对象的指针。

引用对象里边保存了shared_ptr的引用计数，也保存了weak_ptr的引用计数

引用计数的修改是原子的，是线程安全的。但是对于shared_ptr的操作不是线程安全的。

weak_ptr对象与shared_ptr对象共享一个计数器对象，计数器对象在构造第一个shared_ptr对象时生成；

weak_ptr利用expired函数检查资源是否有效，若返回true（即引用计数为0），表示资源已经释放，否则，至少有一个shared_ptr对象持有资源。

weak_ptr不能直接访问资源，而必须调用lock函数检查资源是否被释放，并返回一个shared_ptr对象。若资源已被释放（即expired为true），返回的是一个空shared_ptr对象；否则，返回一个shared_tr，引用计数+1。

同shared_ptr一样，weak_ptr的生命期结束时，会自动调用析构函数，析构函数中会调用计数器的_Decwref()函数，资源的弱引用计数-1，若弱引用计数为0，就会调用_Delete_this() 函数删除计数器对象。

综上所述，智能指针weak_ptr的原理为：weak_ptr对象依赖shared_ptr/weak_ptr对象生成，并自动调用计数器递增弱引用计数。当某个weak_ptr生命期结束时，会自动调用析构函数，析构函数中会通过计数器递减弱引用计数，若弱引用计数为0，析构函数就会调用计数器的_Delete_this()函数删除计数器对象。

不知道大家有没有注意到一个问题，为什么在计数器初始化的时候就要将弱引用计数设置为1呢？
若弱引用计数初始化为0，在强引用计数不为0的情况下，weak_ptr对象生命期都结束时，此时弱引用计数为0，就会删除计数器，但这时share_ptr对象尚在使用、资源也未释放，就会出现内存错误。

27、c++ 内存模型

子类会保存基类的private成员变量，但是编译器不允许访问。可以通过取地址移位的方式访问到。

基类的私有虚函数也会放在子类的虚函数表中，但是编译时因为权限控制无法访问。

28、

常量左值引用，可以接收：非常量左值、常量左值、非常量右值、常量右值。

如：const int & c = d;//接受一个非常量左值
const int & v = e;//接受一个常量左值
const int & z = 3 + 4;//接受一个右值

可以用于拷贝构造函数

常量右值引用，可以接受：非常量右值、常量右值

目前没有用处