计算机基础精华

### 计算机基础精华——IT面试必备知识点详解 #### 操作系统及Linux **1. 进程与线程** - **同步机制** - 同步机制是指多个进程或线程之间为了协调共享资源的访问而采取的一系列措施。常见的同步机制包括互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variable）等。 - **进程通信** - 进程间的通信（IPC）是操作系统中一个重要的概念，用于不同进程之间的数据交换。主要方式有管道（Pipe）、消息队列、共享内存、信号量、套接字（Socket）等。 - **同步与通信** - 同步和通信是两个不同的概念。同步通常是为了防止多个进程或线程同时访问共享资源导致的数据不一致问题；而通信则是为了交换数据。在实际应用中，两者常常交织在一起。 - **进程调度** - 进程调度是指操作系统根据一定的算法决定哪个进程可以运行的过程。常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、优先级调度等。 - **多进程与多线程的区别** - 多进程和多线程都是实现并发执行的方式。多进程间相对独立，通信开销较大；多线程共享同一进程内的资源，通信更高效但容易引发资源竞争。 - **死锁** - 死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中，因争夺资源而造成的一种互相等待的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。 **2. fork()** - `fork()` 是一个创建新进程的系统调用，在大多数类 Unix 操作系统中提供。父进程通过调用 `fork()` 创建一个与自己几乎完全相同的子进程。子进程继承父进程的所有资源，除了某些特定资源如文件描述符计数器等。 **3. Linux** - Linux 是一个开源的操作系统内核，广泛应用于服务器和个人电脑等领域。它支持多用户、多任务处理，并提供了丰富的命令行工具和开发环境。 **4. RAID** - RAID (Redundant Array of Independent Disks) 是一种通过物理硬盘组合成逻辑硬盘的技术，旨在提高数据冗余能力和磁盘性能。常见的 RAID 类型包括 RAID 0、RAID 1、RAID 5 和 RAID 6。 **5. 测试** - 测试是在软件开发过程中确保程序质量的重要环节。它可以分为单元测试、集成测试、系统测试等多个阶段，每个阶段都有其特定的目标。 **6. 堆栈数据代码区** - 计算机程序在运行时会涉及到不同的内存区域，包括： - **堆**：动态分配的内存空间，由程序员显式地分配和释放。 - **栈**：用于存储局部变量和函数调用过程中的临时数据，遵循先进后出（FILO）的原则。 - **数据段**：用于存储程序中的全局变量和静态变量。 - **代码段**：包含程序的实际机器指令。 **7. 文件读写** - 文件操作是编程中常见的需求之一，涉及打开、关闭、读取、写入等操作。 - `fclose()`：关闭已打开的文件。 - `fopen()`：以指定的模式打开文件。 - `fseek()`：设置文件位置指针的位置。 - `fread()`：从文件中读取数据。 - `fwrite()`：将数据写入文件。 **8. 硬链接与软链接** - **硬链接**：指向文件索引节点的一个额外引用，删除硬链接不会影响原始文件。 - **软链接（符号链接）**：类似于 Windows 下的快捷方式，它包含指向另一个文件或目录的路径。 #### C++与面向对象语言 **1. C语言基础问题** - **关于const的问题** - `const` 关键字用于声明常量或指定某个变量的一部分为常量。例如，`const int a = 10;` 表示 `a` 的值不能被修改。 - **浅复制与深复制** - 浅复制只是简单地复制对象的地址或引用，而深复制则创建了一个新的对象，并复制了所有数据成员。 - **逆波兰表达式** - 逆波兰表达式是一种后缀表达式，其中运算符位于其操作数之后。这种表达式的优点是可以不用括号来表示运算的优先级。 - **C语言变长参数** - 变长参数允许函数接受不定数量的参数。通过使用 `stdarg.h` 库可以实现变长参数的处理。 - **调用约定** - 调用约定定义了函数调用期间参数如何传递、返回值如何处理以及清理工作如何完成等规则。 - **寄存器** - 寄存器是CPU内部的小型存储单元，用于暂时存放数据或指令。它们的速度比内存快得多。 - **关于内联函数inline** - 内联函数是在编译时将函数体直接嵌入到调用处的一种优化手段，有助于减少函数调用的开销。 - **PACK** - `pack` 关键字用于控制结构体或联合体内数据成员的对齐方式，以减少内存占用。 - **正则表达式** - 正则表达式是一种强大的文本匹配工具，用于搜索、替换或提取字符串中的模式。 - **内存操作** - 内存操作包括分配、使用和释放内存。常见的函数有 `malloc()`、`free()`、`calloc()` 和 `realloc()`。 - **四种强制类型转换** - C++ 支持四种类型的强制类型转换：C 风格转换、static_cast、dynamic_cast 和 reinterpret_cast。 - **sizeof** - `sizeof` 是一个运算符，用于获取数据类型或变量的字节数。 - **动态库与静态库** - 动态库和静态库是两种不同的链接库形式。动态库在程序运行时加载，而静态库在编译时直接链接到可执行文件中。 - **压栈·优先级·位序·宏·Union·指针** - 这部分涵盖了数据结构和算法的基础知识，如栈的操作、位操作、宏定义、联合体（union）和指针的概念及其应用。 - **new&malloc** - `new` 和 `malloc()` 都可以用来分配内存，但 `new` 是 C++ 中的操作符，还可以调用构造函数；`malloc()` 是 C 语言中的函数，仅负责分配内存。 - **enum** - `enum` 是枚举类型，用于定义一组命名的整数常量。 **2. 面向对象编程** - **构造函数、虚函数、静态成员函数** - 构造函数用于初始化对象的状态；虚函数支持多态性；静态成员函数属于类而不是对象。 - **copy&assignment** - 拷贝构造函数和赋值运算符用于对象的复制和赋值操作。 - **列表初始化** - 列表初始化是一种初始化方式，可以提高代码的安全性和效率。 - **多态** - 多态允许使用基类类型的指针或引用来指向派生类的对象。 - **静态绑定与动态绑定** - 静态绑定在编译时确定函数的调用关系；动态绑定则是在运行时根据对象的实际类型确定调用关系。 - **Explicitmutablevolatileinternal** - `explicit` 关键字用于禁止隐式转换；`mutable` 允许在 const 对象中修改变量；`volatile` 表示变量可能被意外改变；`internal` 用于控制变量的作用域。 - **继承** - 继承是面向对象编程中的一个核心概念，允许一个类（派生类）继承另一个类（基类）的属性和方法。 - **堆栈溢出** - 堆栈溢出发生在递归调用过深或在堆栈上分配了过大的局部变量时。 - **重载操作符** - 操作符重载允许我们自定义现有操作符的行为，以便更好地适应自定义类型。 - **Final** - `final` 关键字用于防止类被继承或者方法被重写。 **3. 设计模式** - **UTF编码协议** - UTF（Unicode Transformation Format）是一组用于编码 Unicode 字符集的标准。 - **创建型模式（creational pattern）** - 创建型设计模式关注对象的创建方式，以使系统的创建过程更加灵活。 - **单例模式** - 单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。 - **策略模式** - 策略模式定义了一系列算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。 - **MVC** - MVC（Model-View-Controller）是一种常用的设计模式，用于分离应用程序的业务逻辑、数据和界面。 - **PIMPL** - PIMPL（Pointer to IMPLementation）是一种用于隐藏实现细节的技术。 - **RAII** - RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种资源管理技术，利用对象生命周期来管理资源。 **4. STL** - **Vector** - `vector` 是一个动态数组容器，支持随机访问。 - **upper_bound&lower_bound** - `upper_bound` 和 `lower_bound` 是用于查找特定值或值范围的算法。 - **Map** - `map` 是一个关联容器，它以键值对的形式存储数据。 #### 数据结构 **1. 树** - **基本知识** - 树是一种非线性的数据结构，由节点和边组成。树中的节点表示实体，边表示节点之间的关系。 - **几个问题** - 包括二叉树的遍历（前序、中序、后序）、平衡树的概念、二叉搜索树（BST）的性质等。 - **完全二叉树(Complete Binary Tree)** - 完全二叉树是一种特殊的二叉树，除了最后一层之外，每一层都完全填充，且最后一层尽可能靠左。 - **次优查找树** - 次优查找树是在给定一系列搜索概率的情况下构建的一棵接近最优的二叉搜索树。 - **最优二叉树霍夫曼树** - 霍夫曼树用于数据压缩，其构造基于霍夫曼编码算法。 - **BST: search/insert/delete** - 二叉搜索树（BST）支持高效的查找、插入和删除操作。 - **平衡二叉树与AVL树** - 平衡二叉树是一种特殊类型的二叉树，任何节点的左右子树高度差不超过一定数值。 - AVL 树是一种自平衡二叉搜索树，任何节点的左右子树的高度差最多为1。 - **B树与B+树** - B 树和 B+ 树是专门用于数据库和文件系统中的多路搜索树。 - **红黑树** - 红黑树是一种自平衡二叉搜索树，具有良好的最坏情况时间复杂度。 **2. 栈** - **括号配对** - 检查括号是否正确配对通常使用栈来实现。 **3. 链表** - **单向链表交点问题** - 给定两个单向链表，判断它们是否有公共结点。 - **链表内环的存在问题** - 如何检测链表中是否存在环。 - **链表逆置反向存储** - 将链表的顺序反转。 - **将两个排序好的链表归并** - 将两个已排序的链表合并成一个新的排序链表。 **4. 图** - **基本知识** - 图是由顶点和边组成的集合。 - **图的表示** - 图可以用邻接矩阵或邻接表表示。 - **DFS&BFS** - 深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）是图的两种基本遍历算法。 - **D&B&FWAlgorithm** - Dijkstra 算法、Bellman-Ford 算法和 Floyd-Warshall 算法分别用于解决单源最短路径问题、带负权边的单源最短路径问题和任意两点间的最短路径问题。 - **应用** - 图的应用非常广泛，包括社交网络分析、推荐系统、路由规划等。 **5. 排序** - **基本知识** - 排序是计算机科学中的一个基本问题，涉及对数据进行排列。 - **快速排序** - 快速排序是一种高效的排序算法，采用分治策略。 - **插入排序** - 插入排序是一种简单的排序算法，适用于小规模数据集。 - **希尔排序** - 希尔排序是插入排序的一种改进版本。 - **选择排序** - 选择排序是一种简单直观的比较排序算法。 - **归并排序** - 归并排序也是一种采用分治策略的排序算法。 - **堆排序** - 堆排序利用二叉堆数据结构进行排序。 - **拓扑排序** - 拓扑排序是对有向无环图（DAG）的排序。 - **计数排序** - 计数排序是一种线性时间复杂度的排序算法，适用于整数排序。 **6. Hash** - **Consistent Hashing** - 一致性哈希是一种分布式哈希技术，用于解决分布式系统中的负载均衡问题。 **7. 查找元素** - **一般二分查找** - 二分查找是一种在有序数组中查找特定元素的高效算法。 - **循环升序数组** - 在循环升序数组中查找元素。 - **杨氏矩阵** - 杨氏矩阵是一个二维数组，每行从左到右递增，每列从上到下递增。 - **跨行查找字符串** - 在矩阵中查找字符串。 - **Trie树** - Trie 树是一种用于存储字符串的树形数据结构。 **8. 其他** - **主定理与复杂度** - 主定理用于分析递归算法的时间复杂度。 - **静态存储与动态存储** - 静态存储是在编译时分配内存，而动态存储是在运行时分配内存。 - **字符串匹配** - 字符串匹配算法用于在文本中寻找模式字符串的位置。 #### 数据与计算机通信 **1. OSI** - OSI（Open System Interconnection）模型是一种概念模型，用于描述网络通信的七层架构。 **2. TCP协议** - **通路的建立** - TCP 连接建立通过三次握手来完成。 - **数据传输** - TCP 提供可靠的数据传输服务，通过序列号、确认应答和超时重传机制来保证数据的完整性和顺序。 - **连接终止** - TCP 连接的终止通过四次挥手来实现。 - **拥塞控制** - 拥塞控制用于防止过多的数据注入网络，从而避免拥塞。 - **Soket通讯与TCP原语** - Socket 是一种网络编程接口，用于在网络中实现数据传输。 **3. UDP协议** - UDP（User Datagram Protocol）是一种无连接的协议，提供不可靠的数据报服务。 **4. 分组交换** - 分组交换是一种数据传输技术，将数据分割成较小的数据包进行传输。 **5. HTTP协议** - **HTTP协议简介** - HTTP（Hypertext Transfer Protocol）是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。 - **HTTP协议方法** - HTTP 方法包括 GET、POST、PUT、DELETE 等。 - **HTTP响应** - HTTP 响应包含状态码、响应头和响应体。 - **示例** - 具体的 HTTP 请求和响应示例。 **6. IP协议** - **IPv4** - IPv4 使用 32 位地址，是互联网协议的第一个广泛部署的版本。 - **子网划分** - 子网划分是将一个较大的 IP 地址空间划分为多个较小的子网的过程。 **7. ICMP** - ICMP（Internet Control Message Protocol）是一种辅助 IP 协议的协议，用于传输错误报告和控制信息。