經典C++面試題

 1.介紹一下STL，詳細說明STL如何實現vector。
Answer
STL (標準模版庫，Standard Template Library.它由容器算法迭代器組成。
STL有以下的一些優點：
可以方便容易地實現搜索數據或對數據排序等一系列的算法；
調試程序時更加安全和方便；
即使是人們用STL在UNIX平臺下寫的代碼你也可以很容易地理解（因爲STL是跨平臺的）。
vector實質上就是一個動態數組，會根據數據的增加,動態的增加數組空間。
2.如果用VC開發程序，常見這麼幾個錯誤，C2001,c2005,c2011,這些錯誤的原因是什麼。
Answer
  在學習VC++的過程中，遇到的LNK2001錯誤的錯誤消息主要爲：
  unresolved external symbol “symbol”（不確定的外部“符號”）。
  如果連接程序不能在所有的庫和目標文件內找到所引用的函數、變量或標籤，將產生此錯誤消息。
一般來說，發生錯誤的原因有兩個：一是所引用的函數、變量不存在、拼寫不正確或者使用錯誤；其次可能使用了不同版本的連接庫。
   
     編程中經常能遇到LNK2005錯誤——重複定義錯誤，其實LNK2005錯誤並不是一個很難解決的錯誤.
3.繼承和委派有什麼分別，在決定使用繼承或者委派的時候需要考慮什麼。
在OOD,OOP中，組合優於繼承.
當然多態的基礎是繼承，沒有繼承多態無從談起。
當對象的類型不影響類中函數的行爲時，就要使用模板來生成這樣一組類。
當對象的類型影響類中函數的行爲時，就要使用繼承來得到這樣一組類.
4.指針和引用有什麼分別；如果傳引用比傳指針安全，爲什麼？如果我使用常量指針難道不行嗎？
(1) 引用在創建的同時必須初始化，即引用到一個有效的對象；而指針在定義的時候不必初始化，可以在定義後面的任何地方重新賦值．
(2) 不存在NULL引用，引用必須與合法的存儲單元關聯;而指針則可以是NULL.
(3) 引用一旦被初始化爲指向一個對象，它就不能被改變爲另一個對象的引用；而指針在任何時候都可以改變爲指向另一個對象．給引用賦值並不是改變它和原始對象的綁定關係．
(4) 引用的創建和銷燬並不會調用類的拷貝構造函數
(5) 語言層面，引用的用法和對象一樣；在二進制層面，引用一般都是通過指針來實現的，只不過編譯器幫我們完成了轉換.
不存在空引用，並且引用一旦被初始化爲指向一個對象，它就不能被改變爲另一個對象的引用，顯得很安全。
const 指針仍然存在空指針，並且有可能產生野指針.
總的來說：引用既具有指針的效率，又具有變量使用的方便性和直觀性．
5.參數傳遞有幾種方式；實現多態參數傳遞採用什麼方式，如果沒有使用某種方式原因是什麼；
傳值，傳指針或者引用
6.結合一個項目說明你怎樣應用設計模式的理念。
設計模式更多考慮是擴展和重用，而這兩方面很多情況下，往往會被忽略。
不過，我不建議濫用設計模式，以爲它有可能使得簡單問題複雜化.
7.介紹一下你對設計模式的理解。（這個過程中有很多很細節的問題隨機問的）
設計模式概念是由建築設計師Christopher Alexander提出每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重複發生的問題,以及該問題的解決方案的核心.這樣,你就能一次又一次地使用該方案而不必做重複勞動.上述定義是對設計模式的廣義定義.將其應用到面向對象軟件的領域內,就形成了對設計模式的狹義定義.
可以簡單的認爲設計模式就是解決某個特定的面向對象軟件問題的特定方法， 並且已經上升到理論程度。
框架與設計模式的區別
1,設計模式和框架針對的問題域不同.設計模式針對面向對象的問題域;框架針對特定業務的問題域
2,設計模式比框架更爲抽象.設計模式在碰到具體問題後,才能產生代碼;框架已經可以用代碼表示
3,設計模式是比框架更小的體系結構元素.框架中可以包括多個設計模式
設計模式就像武術中基本的招式.將這些招式合理地縱組合起來,就形成套路(框架)，框架是一種半成品.
8.C++和C定義結構的分別是什麼。
C language 的結構僅僅是數據的結合
C plus plus的struct 和 class 其實具備幾乎一樣的功能，只是默認的訪問屬性不一樣而已。
9.構造函數可否是虛汗數，爲什麼？析構函數呢，可否是純虛的呢？
構造函數不能爲虛函數，要構造一個對象，必須清楚地知道要構造什麼，否則無法構造一個對象。
析構函數可以爲純虛函數。
10，拷貝構造函數相關問題，深拷貝，淺拷貝，臨時對象等。
深拷貝意味着拷貝了資源和指針，而淺拷貝只是拷貝了指針，沒有拷貝資源
這樣使得兩個指針指向同一份資源，造成對同一份析構兩次，程序崩潰。
臨時對象的開銷比局部對象小些。
11.結合1個你認爲比較能體現OOP思想的項目，用UML來描述。(最好這個項目繼承，多態，虛函數都有體現）這個問題大概會佔面試時間的一半，並且會問很多問題，一不小心可能會被問住）。
。。。
12。基類的有1個虛函數，子類還需要申明爲virtual嗎？爲什麼。
不申明沒有關係的。
不過，我總是喜歡顯式申明，使得代碼更加清晰。
13.C也可以通過精心封裝某些函數功能實現重用，那C++的類有什麼優點嗎，難道僅僅是爲實現重用。
並不僅僅是這樣的。
OOD，OOP從根本上改變了程序設計模式和設計思想，具備重大和深遠的意義。
類的三大最基本的特徵：封裝，繼承，多態.
14.C++特點是什麼，如何實現多態？畫出基類和子類在內存中的相互關係。
多態的基礎是繼承，需要虛函數的支持，簡單的多態是很簡單的。
子類繼承父類大部分的資源，不能繼承的有構造函數，析構函數，拷貝構造函數，operator=函數，友元函數等等
15.爲什麼要引入抽象基類和純虛函數？
主要目的是爲了實現一種接口的效果。
16.介紹一下模板和容器。如何實現？（也許會讓你當場舉例實現）
模板可以說比較古老了，但是當前的泛型編程實質上就是模板編程。
它體現了一種通用和泛化的思想。
STL有7種主要容器：vector,list,deque,map,multimap,set,multiset.
17.你如何理解MVC。簡單舉例來說明其應用。
MVC模式是observer 模式的一個特例,典型的有MFC裏面的文檔視圖架構。
18，多重繼承如何消除向上繼承的二義性。
使用虛擬繼承即可.


1. STL中Map內部是怎麼實現的？
答：紅黑樹.
二叉樹在平衡時或者葉子結點到根結點的高度在一定的範圍內時工作起來是最有效的。紅黑樹算法是平衡樹的一種算法。這個名字就是由於樹的每個結點都被着上了紅色或者黑色，結點所着的顏色被用來檢測樹的平衡性。在對結點插入和刪除的操作中，可能會被旋轉來保持樹的平衡性。平均和最壞情況插入，刪除，查找時間都是O(lg n)。詳細內容請參考 Cormen [2001]。
理論
一個紅黑樹是一顆二叉查找樹，具有下列的屬性:
1.     所有的結點都被着色爲紅色或者是黑色。
2.     每一個葉子結點都是空結點，並且被着爲黑色。
3.     如果父結點是紅色的，那麼兩個子結點都是黑色的。
4.     結點到其子孫結點的每條簡單路徑上都包含相同數目的黑色結點。
5.     根結點永遠是黑色的。
2. 對象在內存中是怎麼存放的？
答：需要閱讀<<Inside The C++ Object Model>>
簡單說來,
在類對象的內存佈局中，如果有虛函數,首先是該類的vtbl指針，然後纔是對象數據,對象數據都是順序存
放,當然會涉及到字節對齊,這樣會帶來存取效率的提升.

3. 說說COM的原理和實現？
答：COM，簡單地說，是一種不同應用程序和不同語言來共享二進制代碼的方法，不同於C++，只是源代碼級的重用。Windows允許你使用DLL實現二進制級的代碼共享，如kernel32.dll，user32.dll等，但因爲這都是用C寫的DLL，所以它們只能被C或者理解C調用方式的語言所調用。MFC引入了另一種二進制級的代碼共享機制--MFC extension DLLs，但這種機制限制更多，你只能在MFC程序中使用它們。而COM通過建立一種二進制的規範來解決這些問題，這也意味着COM二進制模塊要按照一種特別的結構來組織，在內存中亦然。規則是語言無關的，重擔交給了編譯器。
COM對象在內存中的組織結構和C++的虛函數一樣，這就是爲什麼大多數COM代碼都使用C++的原因，但記住，COM確實是語言無關的，因爲生成的結果代碼可以被其它所有語言所使用。順便說，COM不是Win32規範，理論上，它能移植到Unix和其它任意的操作系統，但我沒見過Windows世界以外的COM.

4. 爲什麼要用智能指針？是怎麼實現的？
以免資源泄漏.
內部使用了引用計數機制,具體實現非常複雜.

5. 給你一個指針，並用new動態申請空間，在另一個函數中釋放，不知道是申請的一個元素還是一個數組的情況下，怎麼確定用delete還是delete []？
不同的編譯器有不同的實現機制,比較常用的有兩種:
1.new 時,在第一個對象前面記錄分配了多少對象.
2.使用鍵值,即key-value
For ex:
int *p = new int[n];
p爲key,n爲value.

6. 虛函數是怎麼實現的？
答：簡單說來使用了虛函數表.
7. 虛函數表又是怎樣實現的？
答：
每個含有虛函數的類有一張虛函數表(vtbl)，表中每一項指向一個虛函數的地址，實現上是一個函數指針的數組。
虛函數表既有繼承性又有多態性。每個派生類的vtbl繼承了它各個基類的vtbl，如果基類vtbl中包含某一項，則其派生類的vtbl中也將包含同樣的一項，但是兩項的值可能不同。如果派生類覆蓋(override)了該項對應的虛函數，則派生類vtbl的該項指向重載後的虛函數，沒有重載的話，則沿用基類的值。
在類對象的內存佈局中，首先是該類的vtbl指針，然後纔是對象數據。在通過對象指針調用一個虛函數時，編譯器生成的代碼將先獲取對象類的vtbl指針，然後調用vtbl中對應的項。對於通過對象指針調用的情況，在編譯期間無法確定指針指向的是基類對象還是派生類對象，或者是哪個派生類的對象。但是在運行期間執行到調用語句時，這一點已經確定，編譯後的調用代碼能夠根據具體對象獲取正確的vtbl，調用正確的虛函數，從而實現多態性。
分析一下這裏的思想所在，問題的實質是這樣，對於發出虛函數調用的這個對象指針，在編譯期間缺乏更多的信息，而在運行期間具備足夠的信息，但那時已不再進行綁定了，怎麼在二者之間作一個過渡呢？把綁定所需的信息用一種通用的數據結構記錄下來，該數據結構可以同對象指針相聯繫，在編譯時只需要使用這個數據結構進行抽象的綁定，而在運行期間將會得到真正的綁定。這個數據結構就是vtbl。可以看到，實現用戶所需的抽象和多態需要進行後綁定，而編譯器又是通過抽象和多態而實現後綁定的.




一、C++程序設計：
1）標準C++模板庫中有一個名爲bind1st的函數配接器（實際就是一個函數模板），它接受兩個參數，一個是二元函數對象bin_op，一個是二元函數對象的參數value。返回一個新的一元函數對象uni_op。在使用uni_op(param)等效於bin_op(value,param)。即二元函數對象的第一個value被“固定”了。
試編寫程序實現一個類似功能的my_bind1st函數配接器，並給出相應的測試代碼。
2）如果想禁止類被複制的功能（也就是保持類實例的唯一性），怎麼辦？
二、C程序設計
1）定義一個宏 SWAP_MIN(x, y)
交換x和y的值，並返回x和y中的最小值。
例如：
////////////////////////////////////////////////////
int x, y;
x = 1;
y = 3;
printf(“--%d--%d--%d--”, SWAP_MIN(x,y), x, y);
//////////////////////////////////////////////////////
結果是
--1--3--1--
2)我想在C文件裏面重用一些C++的函數，怎麼做？
三、程序設計技巧
1.1. 用C/C++實現一個簡單的hash鏈表, 定義讀和寫的用戶接口並實現
1.2. 如果用戶需要對上述鏈表規定能夠存儲的最大元素個數，例如
set_max_size (int n)
如何修改上步中的代碼來實現？
2. 設計一種數據結構用20個byte存儲32個不超過32的正整數值, 給出
對每個數讀，寫, ++等操作的代碼
3. 用正則表達式將程序中的int替換成unsigned int
4. 下面的程序的運行結果是什麼,如果有錯誤，如何修正
char get_last ( char *str ) {
int length = sizeof (str);
return str[length-1];
}
int main () {
char* a = "hello world!";
char last = get_last (a);
printf ("%c/n", get_last (a) );
}
5. 寫一段程序找出一個數列中第二大數
6. 用戶定義類型如下:
packet_type packet {
int id;
int data;
}
怎樣讓下面的代碼能夠打印p中的id和data
packet p;
cout << p << endl;
四、語法制導翻譯題：
下面定義文法G：
1） 終結符共7個‘VAR’ id ‘*’ ‘+’ ‘,’ ‘;’ ‘.’
2） G: <program> --> <decl說明><statement>’.’
<decl說明> --> ‘VAR’ id{‘,’id}’;’
<statement> --> <中綴表達式>{‘;’<中綴表達式>}
<中綴表達式> --> <中綴表達式>’+’<中綴表達式>
<中綴表達式> --> <中綴表達式>’*’<中綴表達式>
<中綴表達式> --> id
要求：
1） 檢測G中在中綴表達式中出現的變量id必須在<decl說明>中定義過，且不能重複定義
2） 將中綴表達式轉化爲後綴表達式，給出語義翻譯
五、如何在C程序中，實現一個能夠存儲任意類型數據的堆棧？比如：
push (a, int); 表示push一個int型數據a進棧。
push (b, defined_type); defined_type可以是用戶自己定義的類型，如struct。這樣的話，該語句表示push一個struct defined_type類型的數據b進入堆棧。