include // 为了使用 strlen, strcpy

include

class String {
private:
char* data;

public:
// 1. 普通构造函数
String(const char* str = nullptr) {
if (str == nullptr) {
data = new char[1]; // 分配一个字节存 '\0'
*data = '\0';
} else {
int length = std::strlen(str);
data = new char[length + 1]; // +1 为了存结束符
std::strcpy(data, str);
}
}

// 2. 析构函数
~String() {
    if (data != nullptr) {
        delete[] data; // 注意：对应 new char[]，必须使用 delete[]
        data = nullptr;
    }
}

// 3. 拷贝构造函数 (深拷贝的核心)
String(const String& other) {
    // 分配新内存
    int length = std::strlen(other.data);
    data = new char[length + 1];
    // 复制内容
    std::strcpy(data, other.data);
}

// 加分项：赋值运算符重载 (虽未问到，但通常是一套的)
String& operator=(const String& other) {
    if (this == &other) return *this; // 自赋值检测
    
    delete[] data; // 释放原有内存
    
    int length = std::strlen(other.data);
    data = new char[length + 1];
    std::strcpy(data, other.data);
    
    return *this;
}

};

Q1. 指针和引用有什么区别？(至少说出 3 点)
你的答案：

初始化要求：引用在定义时必须初始化，且一旦绑定不可改变；指针可以不初始化（虽不推荐），且可以随时改变指向的对象。

空值 (Nullability)：指针可以是 nullptr (空指针)；引用通常必须指向一个有效的对象，不存在“空引用”。

本质与内存：从汇编层面看，引用通常是指针的语法糖（底层也是存地址），但在 C++ 语法层面，指针是一个持有地址的变量（占用内存），而引用只是对象的别名（不额外占用内存，sizeof 引用得到的是被引用对象的大小）。

多级性：存在多级指针 (如 int**)，但不存在多级引用 (没有 int&& 这种指向引用的引用，注：右值引用是另一回事)。

Q2. new/delete 和 malloc/free 的核心区别是什么？
你的答案：为了清晰对比，我们可以使用下表：

Q3. 什么是内存泄漏？如何检测？
你的答案：

定义：程序在堆 (Heap) 上分配了内存，但在不再使用后没有释放，导致这块内存无法被再次使用。随着程序运行，可用内存逐渐减少，最终可能导致程序崩溃 (OOM)。

如何检测：

静态分析工具：如 Cppcheck, SonarQube。

动态运行时工具：

Linux: Valgrind (最常用，命令 valgrind --leak-check=full ./app)。

Google Sanitizers: 编译时加上 -fsanitize=address (AddressSanitizer)。

Windows: Visual Studio 自带的 CRT 调试库 (_CrtDumpMemoryLeaks)。

Q4. const int *p 和 int * const p 的区别？
你的答案：记忆口诀：“左定值，右定向” (以 * 为界)。

const int *p (指针指向的内容是常量)：

解读： *p 是 const。

效果：你不能通过 p 修改它指向的数据 (即 *p = 10 ❌)，但你可以修改 p 指向别的地址 (即 p = &b ✅)。

int * const p (指针本身是常量)：

解读： p 是 const。

效果：你不能修改 p 的指向 (即 p = &b ❌)，但你可以修改它指向的数据 (即 *p = 10 ✅)。

Q5. 为什么父类的析构函数必须是虚函数 (virtual)？
你的答案：为了防止内存泄漏。当使用父类指针指向子类对象，并对该指针执行 delete 操作时：

如果是虚析构：运行时会通过虚函数表找到并调用子类的析构函数，然后再自动调用父类的析构函数，从而正确释放子类申请的资源。

如果不是虚析构：编译器只会静态绑定调用父类的析构函数。子类的析构函数不会被执行，子类中特有的资源（如 new 出来的成员）将无法释放，导致内存泄漏。

Q6. 什么是虚函数表 (vtable)？它存在内存的哪里？
你的答案：

什么是 vtable：编译器为每个包含虚函数的类（注意是类，不是对象）生成的一张表，表中存储了该类所有虚函数的入口地址。每个该类的对象内部都有一个隐藏指针 (vptr) 指向这张表，用于实现多态（动态绑定）。

存在哪里：标准没有强制规定，但通常编译器将其存放在只读数据段 (.rdata 或 .rodata) 或代码段 (.text) 中，因为虚函数表在程序运行时是固定不变的。

Q7. 请简述 C++ 中的深拷贝与浅拷贝。
你的答案：

浅拷贝 (Shallow Copy)：仅复制对象中的值。如果对象包含指针，浅拷贝只复制指针的地址，导致两个对象指向同一块内存。后果是当其中一个对象析构释放内存后，另一个对象就变成了悬空指针，再次析构会引发 Double Free 崩溃。

深拷贝 (Deep Copy)：在拷贝时，不仅复制值，还为指针成员重新分配独立的内存空间，并将原数据复制过去。两个对象互不干扰。

posted on 2025-12-19 16:02 dapaogege 阅读(0) 评论(0) 收藏举报

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