C++面试知识点总结

### C++面试知识点总结 #### 一、内存分配原理 内存分配是理解C++程序运行时行为的关键之一。根据不同的需求，C++提供了多种内存分配的方式： 1. **静态存储区域分配**： - **定义**：这类内存是在程序编译阶段就已经分配好的，其生命周期与整个程序相同。 - **优点**：分配速度快，不会导致内存泄漏。 - **应用场景**：全局变量、`static`变量等。 2. **栈上分配**： - **定义**：当执行函数时，函数内的局部变量都会在栈上分配内存空间。 - **优点**：处理器指令集直接支持，效率高。 - **缺点**：分配的内存容量有限，超出范围会导致栈溢出。 - **应用场景**：函数参数、局部变量等。 3. **堆上分配**： - **定义**：运行时使用`malloc`或`new`申请任意大小的内存，程序员需负责释放。 - **优点**：使用灵活，可以根据程序实际需求动态调整。 - **缺点**：容易出现内存泄漏、内存碎片等问题。 - **应用场景**：动态创建的对象、大数组等。 #### 二、main函数执行前的行为 在`main`函数执行之前，C++程序可能会执行以下操作： 1. **全局对象的构造**：所有全局对象的构造函数会在`main`函数之前被执行。 - **意义**：确保全局对象在任何用户代码执行之前已经构造完成并处于可用状态。 #### 三、面向对象的三个基本特征 1. **封装**： - **定义**：将数据和与之相关的操作捆绑在一起，对外部提供有限的访问接口。 - **目的**：保护数据完整性，限制外部对内部实现的访问。 2. **继承**： - **定义**：一个类可以从另一个类那里继承属性和方法。 - **类型**：包括实现继承、可视继承和接口继承。 - **应用场景**：减少代码重复，实现代码重用。 3. **多态**： - **定义**：同一操作作用于不同类型的对象可以有不同的效果。 - **实现方式**：分为编译时多态和运行时多态。 - **编译时多态**：通过函数重载实现。 - **运行时多态**：通过虚函数实现。 #### 四、封装的好处 1. **提高代码的可读性和可维护性**：封装使得代码结构更加清晰，易于理解和修改。 2. **增强安全性**：通过限制对内部数据的直接访问，可以防止数据被意外或恶意地更改。 3. **促进模块化编程**：封装有助于实现面向对象编程的思想，使代码更模块化。 4. **提高代码的可移植性**：封装降低了组件间的依赖，便于将组件从一个项目移植到另一个项目中。 5. **简化接口设计**：封装可以隐藏实现细节，使客户端代码更加简洁易懂。 #### 五、继承的应用 1. **代码重用**：子类可以直接继承父类的方法和属性，减少了代码的重复编写。 2. **类型扩展**：通过继承，可以在不改变原有类的基础上扩展新的类型。 3. **实现多态**：继承是实现多态的基础之一，子类可以通过重写父类的方法来实现多态性。 #### 六、多态的实现原理 1. **编译时多态**：通常通过重载函数实现，根据函数参数的不同来选择合适的函数版本。 2. **运行时多态**：通过虚函数实现，利用虚函数表（vtable）来动态确定调用哪个版本的函数。 - **虚函数表**：每个含有虚函数的类都会有一个虚函数表，表中包含指向各个虚函数的指针。 - **vptr指针**：每个对象都有一个指向自身虚函数表的指针。 #### 七、虚函数与虚析构函数 1. **虚函数**： - **定义**：用于实现运行时多态的机制。 - **实现原理**：通过虚函数表来查找并调用正确的函数版本。 2. **虚析构函数**： - **必要性**：当基类指针指向派生类对象时，为了正确地释放派生类对象，需要声明基类的析构函数为虚函数。 - **应用场景**：当存在继承层次结构时，尤其是当基类对象可能指向派生类对象时。 #### 八、指针的理解 1. **定义**：指针是一种特殊类型的变量，用于存储内存地址。 2. **特点**：指针可以访问其所指向的内存空间，从而直接操作数据。 3. **应用场景**： - 动态内存管理：通过指针动态分配和释放内存。 - 函数参数传递：使用指针作为参数，可以修改传递的数据。 - 操作数组：通过指针遍历和操作数组元素。 以上知识点覆盖了C++面试中常见的几个方面，希望能帮助读者更好地理解和准备面试。