C++候选人必看的死亡连环问！你能扛到第几关？

jinchanchan

71.C++11中的auto是怎么实现自动识别类型的？模板是怎样实现转化成不同类型的？
auto仅仅只是一个占位符，在编译期间它会被真正的类型替代，或者说C++中变量必须要有明确类型的，只是这个类型是由编译器自己推导出来的。函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式具体类型函数的模具，所以模板其实就是将原本应该我们做重复的事情交给了编译器。

72.map和set的区别和底层实现是什么？map取值的 find，[]，at方法的区别(at有越界检查功能)
都是红黑树，find查找需要判断返回的结果才知道有没有查询成功。[]不管有没有就是0，如果原先不存在该key，则插入，如果存在则覆盖插入，at方法则会进行越界检查，这会损失性能，如果存在则返回它的值，如果不存在则抛出异常。

73.详细说一说fcntl的作用
作用：用于控制打开的文件描述符的一些属性和行为。

有五个功能：

1.复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD)

2.获得/设置文件描述符标记（cmd=F_GETFD或F_SETFD）

3.获取/设置文件状态标记（cmd=F_GETFL或F_SETFL）

4.获取设置异步IO所有权（cmd=F_GETOWN或F_SETFL）

5.获取设置记录锁（cmd=F_GETLK或F_SET）

74.C++的面向对象主要体现在那些方面？
体现在C++引入了面向对象的一些特征，例如加入了封装继承多态的特点。（然后介绍一下封装继承多态）

75.介绍一下extern C关键字，为什么会有这个关键字？
是用来实现在C++代码段中用C语言的方式来编译代码，是C++为了兼容C语言所加入的关键字

76.讲一讲迭代器失效及其解决方法
序列式容器迭代器失效：当当前元素的迭代器被删除后，后面所有元素的迭代器都会失效，他们都是一块连续存储的空间，所以当使用erase函数操作时，其后的每一个元素都会向前移动一个位置，此时可以使用erase函数操作可以返回下一个有效的迭代器。

Vector迭代器失效问题总结：1.当执行了erase方法时，指向删除节点的迭代器全部失效，指向删除节点之后的全部迭代器也失效。

2.当进行push_back方法时，end操作返回的迭代器肯定失效。

3.当插入一个元素后，capacity返回值与没有插入元素之前相比有改变，则需要重新加载整个容器，此时first和end操作返回的迭代器失效。

4.当插入一个元素后，如果空间未重新分配，指向插入位置之前的元素的迭代器依然有效，但指向插入元素之后元素的迭代器全部失效。

Deque迭代器失效总结：1.对于deque，插入到除首尾位置之外的任何位置都会导致迭代器、指针和引用都会失效，如果在首尾位置添加元素，迭代器会失效，但是指针和引用不会失效。

2.如果在首尾之外的任何位置删除元素，那么指向被删除元素外其他元素的迭代器都会失效。3.如果在其首部和尾部删除元素则只会使指向被删除元素的迭代器失效。

关联型容器迭代器失效：删除当前的迭代器，仅仅会使当前的迭代器失效，只要erase时，递增当前迭代器即可。

77.编译器是如何实现重载的？
在编译时，编译器如果遇到了函数，就会在符号表里面命名一个符号来存放函数的地址，如果函数的使用在定义之前编译，无法在符号表中找到对应函数地址，则先标记为“？”（暂时未知），在全部编译结束后的链接过程将“？”在符号表里找到并替代为相应的函数地址，如果函数的定义在使用之前编译，则可以直接在符号表里找到对应函数地址直接使用，而在C语言中的符号表是以函数名为符号来存储函数地址，函数名相同的重载函数的地址应该不同，于是符号表中存在两个同符号的函数地址，在查找使用时会存在歧义和冲突。而C++符号表中的符号不是以函数名命名的，称为函数名修饰规则，虽然函数名相同，但是函数参数等其他属性不同，取的符号也不同，所以不会产生查询歧义的问题，使得函数可以重载。

78.什么是函数调用约定？
函数调用约定就是对函数调用的一个约束和规定，描述了函数参数是怎么传递和由谁清除堆栈的。它决定了，函数参数传递的方式（是否采用寄存器传递参数，采用哪个寄存器传递参数，参数压栈的顺序等），函数调用结束后栈指针由谁恢复（被调用的函数恢复还是调用者恢复），函数修饰名的产生方法。

__stdcall：是standardcall的缩写，是C++的标准调用方式，规则如下：所有参数从右到左依次入栈，如果是调用类成员的话，最后一个入栈的是this指针。被调用函数自动清理堆栈，返回值在EAX。函数修饰名约定：VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀，在函数名后加上“@”和参数的字节数。

__cdecl：是C DECLaration的缩写（declaration，声明），表示C语言的默认函数调用方法，规定如下：所有参数从右往左依次入栈，所有参数由调用者清除，称为手动清栈。返回值在EAX中。函数修饰名约定：VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀，由于由调用者清理栈，所以允许可变参数函数存在。

__fastcall：是快速调用约定，通过寄存器来传送参数，规则如下：用ECX和EDX传送前两个双字（DWORD）或更小的参数，剩下的参数仍然自右向左压栈传送。被调用函数在返回前清理传送参数的内存栈，返回值在EAX中。函数修饰名约定：VC将函数编译后会在函数名前面加上“@”前缀，在函数名后加上“@”和参数的字节数。

__thiscall：是唯一一个不能明确指明的函数修饰符，thiscall只能用于处理C++类成员函数的调用，同时thiscall也是C++成员函数缺省的调用约定，由于成员函数调用还有一个this指针，因此必须特殊处理，规定如下：采用栈传递参数，参数从右向左入栈，如果参数个数确定，this指针通过TCX传递给被调用者，如果参数个数不确定，this指针在所有参数压栈后被压入堆栈。对参数个数不确定的，调用者清理堆栈，否则由被调函数清理堆栈，__thiscal不是关键字，程序员不能使用l

__pascal：与__stdcall一样，在VC中已经被废弃

79.使用条件变量的时候需要注意什么？
当signal先于wait时，该信号会丢失，不会被后续的wait捕获

条件变量wait时，条件的判断和wait操作需要锁来保证原子性，要保证这一点，需要生产者在生产资源、cond signal时加和cond wait相同的锁，这样就会保证cond wait和cond signal先后顺序不会有问题，无论是谁先执行，都不会存在任何问题。

80.类内普通成员函数可以调用类内静态变量吗，类内静态成员函数可以访问类内普通变量吗？
类内普通成员函数可以调用类内静态变量，因为类内静态变量在编译时就已经完成了初始化和内存分配，类内普通函数调用类内静态变量说明类已经完成实例化，所以可以调用。静态函数可以直接访问静态变量，静态函数不能直接访问非静态变量，但是可以通过将类实例化对象后，静态函数去访问对象的非静态成员变量。

81.强制类型转换有哪几种类型，分别有什么特点？原理是什么？
static_cast：用于数据类型的强制转换，强制将一种数据类型转化为另一种数据类型。

主要用法：

1.用于类层次结构中基类和派生类之间指针或引用的转换，进行上行切换（把派生类的指针或引用转换成基类表示）是安全的，进行下行转换（把基类的指针或引用转换为派生类表示），由于没有动态类型检查，所以是不安全的。

2.用于基本类型之间的转换，如把int转换成char，这种类型的转换也需要开发人员来保证

3.把空指针转换成目标类型的空指针。

4.把任意类型的表达式转换成void类型

5.涉及到类时，只能在有相互联系的类型中进行相互转换，不一定包含虚函数

注意：不能转换掉表达式中的const，volitale，__unaligned属性

const_cast：用于强制去除类似于const这种不能被修改的常数特性。

用法：

1.用来修改类型的const或者volatile属性，除了const或volatile修饰之外，type_id和expression的类型是一样的。

2.常量指针被转化为非常量指针，并且仍然指向原来的对象

3.常量引用被转换为非常量引用，并且仍指向原来的对象，常量对象被转换成非常量对象。

注意：const_cast不适用于去除变量的常量性，而是去除指向常数对象的指针或引用的常量性，即去除常量性的对象必须为指针或者引用。

reinterpret_cast：用于改变指针或引用的类型，将指针或引用类型转换成一个足够长的整形，将整形转换为指针或引用。

用法：

1.传入类型必须是一个指针，引用，算术类型，函数指针，成员函数或成员指针

2.它可以把一个指针转换成一个整数，也可以把一个整数转换成一个指针。

注意：在强制转换的过程中只是比特位的拷贝，咋使用中必须特别谨慎。

dynamic_cast：其他三种都是在编译时完成的，它是在运行时处理的，运行时要进行类型检查。

用法：

1.不能用于内置的基本数据类型的强制转换。

2.如果转换成功会返回一个指向类的指针或者引用，转换失败会返回NULL。

3.进行转换的时候基类中一定要有虚函数，否则编译不通过（因为类中存在虚函数就说明它有想让基类指针或引用指向派生类对象的情况，此时转换才有意义）。

4.在类的转换时，在类层次间进行上行转换时，与static_cast的转换效果是一样的，在下行转换时，它具有类型检查功能，比static_cast更安全。

注意：向下转换的成功与否还与将要转换的类型有关，即要转换的指针指向的对象的实际类型与转换以后的对象类型一定要相同，否则转换失败。如果转换目标是指针类型转换失败，则结果返回0，如果是引用类型则抛出std::bad_cast异常

原理：改变了其内存二进制的存储形式。

82.回调函数是什么，为什么要有回调函数？有什么优缺点？回调的本质是什么？
回调函数是指使用者自己定义一个函数，实现这个函数的程序内容，然后别人把这个函数（入口地址）作为参数传入别人的函数中，由别人的函数在运行时来调用的函数，简单说就是放发生某种事件时，系统或其他函数将会自动调用你定义的一段函数。

可以把调用者和被调用者分开。调用者不关心谁是被调用者，所以它只需要知道的，只是一个存在某种特定类型原型，某些限制条件的被调用函数。

优点：

可以让实现方根据回调方的多种形态进行不同的处理和操作

可以让实现方，根据自己的需要定制回调方的不同形态

可以将耗时的操作隐藏在回调方，不影响实现方其他信息的展示。

让代码的逻辑更加集中，更加易读。

缺点：

回调函数过多会导致代码难以维护

回调函数容易造成资源竞争：如果回调函数中有共享资源访问，容易出现资源争抢，导致程序出错

代码可读性差，可能会破坏代码的结构和可读性

本质：是将函数当作参数使用，目的是为了使程序更加普适。

83.Linux中的信号有哪些？
SIGINT：终端中断符，默认动作：终止。当用户按中断键（Ctrl+C）时，终端驱动程序产生此信号并发送至前台进程组中的每一个进程，当一个进程在运行时失控，特别是在终端输出大量信息时，常用此信号终止它。

SIGQUIT：终端退出符，默认动作：终止+core。当用户在终端按退出键（Ctrl+\）时，终端驱动程序产生此信号，并发送给前台进程中所有进程，此信号不仅终止前台进程组，同时产生一个core文件。

SIGILL：非法硬件指令，默认动作：终止+core。此信号表示进程已执行一条非法硬件指令

SIGRAP：硬件故障，默认动作：终止+core。指示一个实现定义的硬件故障

SIGBUG：硬件故障，默认动作：终止+core。指示一个实现定义的硬件故障，当出现某些类型的内存故障时，常产生此信号。

SIGKILL：终止，默认动作：终止。这是两个不能被捕捉或忽略的信号之一，它向系统管理员提供一个可以杀死任一进程的可靠方法

SIGSEGV：无效的内存引用，默认动作：终止+core。指示进程进行了一次无效的内存引用，通常说明程序有错，比如 访问了一个未经初始化的指针。

SIGALRM：定时器超时，默认动作：终止。如果在管道的读进程终止时写管道，则产生此信号，当类型为SOCK_STREAM的套接字已不再连接时，进程写该套接字也产生此信号。

SIGTERM：终止，默认动作：终止。这是由kill命令发出的系统默认终止信号，由于该信号是由应用程序捕获的，所以使用SIGTERM也让程序有机会在退出之前做好清理工作，与SIGKILL不同的是，SIGKILL不能捕捉。

SIGCONT：使暂停进程继续，默认动作：忽略。此进程发送给需要运行但是目前状态是暂停的进程，如果接收到此信号的进程处于暂停状态则继续运行，否则忽略。

SIGURG：紧急情况，默认动作：忽略。通知进程发生一个紧急情况，在网络上街到带外的数据时，可以选择产生此信号

SIGPOLL：可轮询事件，默认动作：终止。产生条件当一个可轮询设备上发生一个特定事件时产生

SIGIO：异步IO，默认动作：终止。产生异步IO时产生

还有很多就不全部放进来了。

84.什么是尾递归？
尾递归时递归的一种特殊情形，尾递归时一种特殊的尾调用，即在尾部直接调用自身的递归函数。核心思想是边调用便产生结果。

原理：当编译器检测到一个函数调用是尾递归的时候，它会覆盖当前的活动记录而不是在栈中创建一个新的。编译器可以做到这一点，因为递归调用是当前活跃期内最后一条待执行的语句，于是当这个调用返回时栈帧中并没有其他事情可以做，因此也就没有保存栈帧的必要了，通过覆盖当前的栈帧而不是在其之上重新添加一个，这样所使用的栈空间就大大缩减了，这使得实际的运行效率会变得更高。

特点：在尾部调用的是函数自身，可通过优化使得计算仅占用常量栈空间

85.为什么会有栈溢出，为什么栈会设置容量？
栈空间是预设的，它通常用于存放临时变量，如果你在函数内部定义一个局部变量，空间超出了设置的栈空间大小，就会溢出。不仅如此，如果函数嵌套太多，也会发生栈溢出，因为函数没有结束前，函数占用的变量也不被释放，占用了栈空间。

原因：是栈的地址空间必须连续，如果任其任意成长，会给内存管理带来困难。对于多线程程序来说，每个线程都必须分配一个栈，因此没办法让默认值太大。

86.二叉树和平衡二叉树的区别
二叉树没有平衡因子的限制，而平衡二叉树有。

二叉树可能退化为链表，而平衡二叉树不会。

87.平衡二叉树的优缺点
优点：避免了二叉排序树可能出现最极端情况（退化为链表），其平均查找的时间复杂度为logN

缺点：对AVL树做一些结构修改的操作，性能非常低下，比如：插入时要维护其绝对平衡，旋转的次数比较多，更差的是在删除时，有可能一直要让旋转持续到根的位置。

88.什么是this指针，为什么存在this指针？
类和对象中的成员函数存储在公共的代码段，不同的对象调用成员函数时编译器为了知道具体操作的是哪一个对象给每个“非静态的成员函数”增加了一个隐藏的指针参数，让该指针指向当前对象，在函数体中所有成员变量的操作，都是通过这个指针来完成的由编译器自动完成。

89.什么是重载、重写、隐藏？
重载：函数名相同，函数参数不同，两个函数在同一作用域

重写：两个函数分别在子类和父类中，函数名，返回值，参数均相同，函数必须为虚函数

隐藏：在继承关系中，子类实现了一个和父类名字名字一样的函数。这样子类的函数就把父类的同名函数隐藏了。隐藏只与函数名有关。

90.静态成员函数可以是虚函数吗？为什么？
它不属于类中的任何一个对象或示例，属于类共有的一个函数，不依赖于对象调用，静态成员函数没有this指针，无法放进虚函数表。

91.构造函数可以为虚函数吗？为什么？
虚表指针是存储在对象的内存空间，当调虚函数时，是通过虚表指针指向的虚表里的函数地址进行调用的。如果将构造函数定义为虚函数，就要通过虚表指针指向的虚表的构造函数地址来调用。而构造函数是实例化对象，定义为虚函数后，对象空间还没有实例化，那就没有虚表指针，自然无法调用构造函数，那构造函数就失去意义，所以不能将构造函数定义为虚函数。

92.make_shared函数的优点，缺点？
优点：减少了内存分配的次数，降低了系统开销，提高了效率，使用new构造的话至少会进行两次内存分配，（一次为智能指针本身，一次为共享指针的控制块）

缺点：当构造函数是保护或者私有的时候无法使用make_shared函数。

会导致weak_ptr保持控制块，的生命周期，连带着保持了对象分配的内存，只有当最后一个weakptr离开作用域时，内存才会被释放，对于内存要求高的场景来说，是一个需要注意的问题。

93.函数调用进行的操作：
1.将参数压栈：按照参数顺序的逆序进行，如果参数中有对象则先进行拷贝构造

2.保存返回地址：即函数调用结束返回后接着执行的语句的地址

3.保护维护函数栈帧信息的寄存器内容如，SP（堆栈指针），FP（栈帧指针）等。

4.保存一些通用寄存器的内容：应为有些通用寄存器会被所有函数用到，所以在函数调用之前，这些寄存器就可能已经放置了对函数有用的信息。

5.调用函数，函数执行完毕

6.恢复通用寄存器的值

7.恢复保存函数栈帧信息的那些寄存器的值

8.通过移动栈指针，销毁函数的栈帧

9.将保存的返回地址出栈，并赋给寄存器。

10.通过移动栈指针，回收传给函数的参数所占用的空间
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原文链接：https://blog.csdn.net/haokan123456789/article/details/139076485

jinchanchan

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