C++基础知识总结

如果一个世界都能在弹指一挥间灰飞烟灭，一个人的终结也就应该如露珠滚下草叶般平静淡然。

常量指针const int *a和指针常量 int * const a 区别

const int a;
int const a;
const int *a;
int *const a;

1.int const a和const int a均表示定义常量类型a。
2.常量指针是一个指针，读成常量的指针，指向一个只读变量。如int const *p或const int *p。
3.指针常量是一个不能给改变指向的指针。如int *const p

int main()
{
  int b = 3;
  int c = 4;
  const int *p = &b;  //等价于 int const *p = &b;
  p = &c;        //修饰值，指针可变
              //*p = 5;//error 修饰值，值不可变
  cout << *p << endl;
  int a = 5;
  int * const q = &a;   //修饰指针
              //p = &c;//error修饰指针，指针不可变
  *p = 5;        //修饰指针，值可变
}

sizeof 和 strlen 的区别

1.sizeof 是一个操作符，strlen 是库函数。
2.sizeof 的参数可以是数据的类型，也可以是变量，而 strlen 只能以结尾为‘\ 0‘的字符串作参数。
3.编译器在编译时就计算出了sizeof 的结果。而strlen 函数必须在运行时才能计算出来。并且 sizeof计算的是分配时数据类型占内存的大小，而 strlen 计算的是字符串实际的长度。
4.数组做 sizeof 的参数不退化，传递给 strlen 就退化为指针了。
5.sizeof 操作符的结果类型是 size_t，它在头文件中 typedef 为 unsigned int 类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
6.当适用一个结构类型或变量时， sizeof 返回实际的大小；当适用一静态地空间数组， sizeof 归还全部数组的尺寸；sizeof 操作符不能返回动态地被分派了的数组或外部的数组的尺寸。

C中的 malloc 和C++中的 new 有什么区别

1.new、delete 是操作符，可以重载，只能在 C++中使用。
2.malloc、free 是函数，可以覆盖，C、C++中都可以使用。
3.new 可以调用对象的构造函数，对应的 delete 调用相应的析构函数。
4.malloc 仅仅分配内存，free 仅仅回收内存，并不执行构造和析构函数
5.分配成功时：new、delete 返回的是某种数据类型指针，malloc、free 返回的是 void 指针。
6.分配失败时：malloc返回NULL，new默认抛出异常。

注意：malloc 申请的内存空间要用 free 释放，而 new 申请的内存空间要用 delete 释放，不要混用。因为两者实现的机理不同。

c/c++中static

要理解static，就必须要先理解另一个与之相对的关键字auto，其实我们通常声明的不用static修饰的变量，都是auto的，因为它是默认的。auto的含义是由程序自动控制变量的生存周期，通常指的就是变量在进入其作用域的时候被分配，离开其作用域的时候被释放；而static就是不auto，变量在程序初始化时被分配，直到程序退出前才被释放；也就是static是按照程序的生命周期来分配释放变量的，而不是变量自己的生命周期；所以，像这样的例子：

void func()
{
  int a;
  static int b;
}

每一次调用该函数，变量a都是新的，因为它是在进入函数体的时候被分配，退出函数体的时候被释放，所以多个线程调用该函数，都会拥有各自独立的变量a，因为它总是要被重新分配的；

而变量b不管你是否使用该函数，在程序初始化时就被分配的了，或者在第一次执行到它的声明的时候分配（不同的编译器可能不同），所以多个线程调用该函数的时候，总是访问同一个变量b，这也是在多线程编程中必须注意的！

1.static可以修饰局部变量（静态局部变量）、全局变量（静态全局变量）和函数，被修饰的变量存储位置在静态区。

• 对于静态局部变量，相对于一般局部变量其生命周期延长，直到程序运行结束而非函数调用结束，且只在第一次被调用时定义；
• 对于静态全局变量，相对于全局变量其可见范围被缩小，只能在本文件中可见；
• 修饰函数时作用和修饰全局变量相同，都是为了限定访问域。

2.C++的static除了上述两种用途，还可以修饰类成员（静态成员变量和静态成员函数），静态成员变量和静态成员函数不属于任何一个对象，是所有类实例所共有。

3.static的数据记忆性可以满足函数在不同调用期的通信，也可以满足同一个类的多个实例间的通信。

4.未初始化时，static变量默认值为0。其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区。在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0×00,某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。

引用和指针区别

1.引用只是别名，不占用具体存储空间，只有声明没有定义；指针是具体变量，需要占用存储空间。
2.引用在声明时必须初始化为另一变量，一旦出现必须为typename refname = &varname形式；
3.指针声明和定义可以分开，可以先只声明指针变量而不初始化，等用到时再指向具体变量。
4.引用一旦初始化之后就不可以再改变（变量可以被引用为多次，但引用只能作为一个变量引用）而指针变量可以重新指向别的变量。
5.不存在指向空值的引用，必须有具体实体；但是存在指向空值的指针。

数组指针

区别以下指针类型

 int *p[10]
 int (*p)[10]
 int *p(int)
 int (*p)(int)

1.int *p[10]表示指针数组，强调数组概念，是一个数组变量，数组大小为10，数组内每个元素都是指向int类型的指针变量。
2.int (*p)[10]表示数组指针，强调是指针，只有一个变量，是指针类型，不过指向的是一个int类型的数组，这个数组大小是10。
3.int p(int)是函数声明，函数名是p，参数是int类型的，返回值是int 类型的。
4.int (*p)(int)是函数指针，强调是指针，该指针指向的函数具有int类型参数，并且返回值是int类型的。

a和&a有什么区别？

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *ptr = (int*)(&a+1);
    cout << *(ptr-1) << "\t" << *(ptr-2) << endl; // 5 4
    cout << "----------------" << endl;
    int *p = (int *)(a+1);            //2
    cout << *p << endl;
}

1.a是数组名，是数组首元素地址，+1表示地址值加上一个int类型的大小，如果a的值是0x00000001，加1操作后变为0x00000005。*(a + 1) = a[1]。
2.&a是数组的指针，其类型为int(*)[5]（就是前面提到的数组指针），其加1时，系统会认为是数组首地址加上整个数组的偏移（5个int型变量），值为数组a尾元素后一个元素的地址。
3.若(int )p ，此时输出 *p时，其值为a[0]的值，因为被转为int 类型，解引用时按照int类型大小来读取。

数组名和指针（这里为指向数组首元素的指针）区别？

1.二者均可通过增减偏移量来访问数组中的元素。
2.数组名不是真正意义上的指针，可以理解为常指针，所以数组名没有自增、自减等操作。
3.当数组名当做形参传递给调用函数后，就失去了原有特性，退化成一般指针，多了自增、自减操作，但sizeof运算符不能再得到原数组的大小了。

野指针是什么？

1.也叫空悬指针，不是指向null的指针，是指向垃圾内存的指针。
2.产生原因及解决办法：

• 指针变量未及时初始化 => 定义指针变量及时初始化，要么置空。
• 指针free或delete之后没有及时置空 => 释放操作后立即置空。

delete和delete[]区别？

1.delete只会调用一次析构函数。
2.delete[]会调用数组中每个元素的析构函数。
3.char *p = new char[32];如果用delete p，会发生什么?

• 因为char是基本数据类型没有析构函数，而系统也记忆了内存大小。所以用delete不会造成内存泄露。但是这种方法在C++标准里是未定义行为，要避免使用。
• 如果用malloc和free怎么申请和释放32个字节的buffer。
  char ptr = (char)malloc(32);free(ptr);ptr = nullptr;
• 如果用free(p) 可以吗？
  这是未定义行为。但是对于基本数据类型是可以使用的。
• 为什么delete []就可以删除整个数组。
  因为系统分配额外空间记录数组大小。具体来说是在p指针附近(下个位置)存储了指针指向物体的大小的信息

堆和栈的区别？

1.申请方式不同。

• 栈由系统自动分配。
• 堆由程序员手动分配。

2.申请大小限制不同。

• 栈顶和栈底是之前预设好的，大小固定，可以通过ulimit -a查看，由ulimit -s修改。
• 堆向高地址扩展，是不连续的内存区域，大小可以灵活调整。

3.申请效率不同。

• 栈由系统分配，速度快，不会有碎片。
• 堆由程序员分配，速度慢，且会有碎片。

4.生长方向不同

• 堆：向着内存地址增加的方向增长
• 栈：向着内存地址减小的方向增长，由内存的高地址向低地址方向增长

简述C\C++程序编译的内存情况分配

C、C++中内存分配方式可以分为三种：

1.从静态存储区域分配：内存在程序编译时就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。速度快、不容易出错，因为有系统会善后。例如全局变量，static变量等。

2.在栈上分配：在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。

3.从堆上分配：即动态内存分配。程序在运行的时候用 malloc 或 new 申请任意大小的内存，程序员自己负责在何时用 free 或 delete 释放内存。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活。如果在堆上分配了空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏，另外频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。

一个 C、C++程序编译时内存分为 5 大存储区：堆区、栈区、全局区、文字常量区、程序代码区。

变量声明和定义区别

1.声明仅仅是把变量的声明的位置及类型提供给编译器，并不分配内存空间；定义要在定义的地方为其分配存储空间。

2.相同变量可以再多处声明（外部变量extern），但只能在一处定义。

extern关键字

1.extern可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。

2.当它与”C”一起连用时，如:extern “C” void fun(int a, int b); 主要是解决在C++代码中调用C代码。告诉编译器，被extern “C”修饰的变量和函数，按照C语言方式编译和链接。

函数传参有几种方式？传引用和指针有什么区别呢？

1.传值：形参是实参的拷贝，改变形参的值并不会影响外部实参的值。从被调用函数的角度来说，值传递是单向的（实参->形参），参数的值只能传入，不能传出。

2.传指针：形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作

3.传引用：形参相当于是实参的“别名”，对形参的操作其实就是对实参的操作，在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址，即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。

4.传指针和传引用区别：主要是指针和引用的区别。首先语法就不一样，指针要取值需要能*ptr，引用可以直接取； 另外传进来的指针可以指向其他位置，但是引用只能绑定在传进来的固定的值上。

“零值比较”？

1.bool类型：if(flag)
2.int类型：if(flag == 0)
3.指针类型：if(flag == nullptr)
4.float类型：if((flag >= -0.000001) && (flag <= 0. 000001))

同一类的不同对象可以互相赋值吗？

1.可以，但含有指针成员时需要注意。
2.对比类的对象赋值时深拷贝和浅拷贝。

const的作用

1.修饰普通变量: 该变量值不可更改。顶层/底层const
2.修饰函数参数: 函数形参声明加const保护某些值在操作过程中不会改变
3.修饰返回值：表明返回的数据是不可修改的
4.修饰成员函数: 类的成员函数加上const限定可以声明此函数不会更改类对象的内容

宏定义和函数有何区别？

1.宏在编译时完成替换，之后被替换的文本参与编译，相当于直接插入了代码，运行时不存在函数调用，执行起来更快；函数调用在运行时需要跳转到具体调用函数。

2.宏定义没有返回值；函数调用具有返回值。

3.宏定义参数没有类型，不进行类型检查；函数参数具有类型，需要检查类型。

宏定义和内联函数(inline)区别？

1.在使用时，宏只做简单字符串替换（编译前）。而内联函数可以进行参数类型检查（编译时），且具有返回值。
2.内联函数本身是函数，强调函数特性，具有重载等功能。
3.内联函数可以作为某个类的成员函数，这样可以使用类的保护成员和私有成员。而当一个表达式涉及到类保护成员或私有成员时，宏就不能实现了。

宏定义和const全局变量的区别？

1.宏替换发生在预编译阶段，属于文本插入替换；const作用发生于编译过程中。
宏不检查类型；const会检查数据类型。
2.宏定义的数据没有分配内存空间，只是插入替换掉；const变量分配内存空间。
3.宏不是语句，不在最后加分号；

宏定义和typedef区别？

1.宏主要用于定义常量及书写复杂的内容；typedef主要用于定义类型别名。
2.宏替换发生在编译阶段之前，属于文本插入替换；typedef是编译的一部分。
3.宏不检查类型；typedef会检查数据类型。
4.宏不是语句，不在最后加分号；typedef是语句，要加分号标识结束。
5.注意对指针的操作，typedef (char*) p_char和#define p_char char*在使用起来区别巨大。

条件编译#ifdef, #else, #endif作用？

1.可以通过加#define，并通过#ifdef来判断，将某些具体模块包括进要编译的内容。
2.用于子程序前加#define DEBUG用于程序调试。
3.应对硬件的设置（机器类型等）。
4.条件编译功能if也可实现，但条件编译可以减少被编译语句，从而减少目标程序大小。

volatile有什么作用？

1.volatile定义变量的值是易变的，每次用到这个变量的值的时候都要去重新读取这个变量的值，而不是读寄存器内的备份。
2.多线程中被几个任务共享的变量需要定义为volatile类型。

什么是常引用？

1.常引用可以理解为常量指针，形式为const typename & refname = varname。
2.常引用下，原变量值不会被别名所修改。
3.原变量的值可以通过原名修改。
4.常引用通常用作只读变量别名或是形参传递。

模板的优点和缺点

优点：
1.代码复用。
2.模板类更加的安全，因其参数类型在编译时都是已知的。
缺点：
1.模板必须在头文件中，这样一旦有所变更需要重编译所有相关工程；同时也没有信息隐藏。
2.一些编译器对template支持不好。
3.模板对每种类型生成额外的代码，可能导致代码膨胀。

模板的特化与偏特化

全特化就是限定死模板实现的具体类型，偏特化就是如果这个模板有多个类型，那么只限定其中的一部分。