C++基礎知識面試必備、複習細節 （1）

C++基礎知識面試必備、複習細節 (1)

c++變量與基本類型

(解決面試時常問的考點以及易忘點易混點)

一些經驗準則：

• 如果明確數值不爲負，則選擇無符號類型
• 使用int執行整數運算(如果超出int數值範圍則採用 long long)
• 執行浮點數運算採用double(注意double類型不可以用==判斷相等，可以用相差值小於一個很小的值判斷)
• 類型轉換時要注意範圍，浮點轉換到整型會損失小數部分
• 切勿混用帶符號和無符號類型。(當無符號和有符號相加時，帶符號數會轉變爲無符號數，會引發錯誤)
• 定義變量時儘量初始化，尤其在函數體內，因爲在函數體內的內置類型的變量如果沒有初始化其值是未定義

引用和指針

• 引用是對象的一個別名，指針本身就是一個對象
• 引用必須在定義時進行初始化，而指針無需(但爲了避免未知錯誤，通常定義指針時賦初值)
• 指針的值在初始化後可以改變，即指向其它的存儲單元，而引用在進行初始化後就不會再改變了
• ”sizeof引用”得到的是所指向的變量(對象)的大小，而”sizeof指針”得到的是指針本身的大小；
• 將引用作爲函數的參數時，實際上就是直接將該變量傳入了函數，而不是再次拷貝了一個臨時變量，所以對該參數的修改將直接修改的原始的值。

const限定符

• 爲了避免對值的修改，可以採用const限定符。注意：const對象必須初始化

  const int a; //錯,必須初始化
  const int b=10; //對,編譯時初始化
  

• const引用：對常量的引用，對常量的引用不能被用作修改它綁定的對象

  const int ci=1024;
  const int &ri=ci; //正確，引用以及其對應的對象都是常量
  int &r2=ci;  //錯誤，試圖讓一個非常量引用指向一個常量對象
  

• const指針

  • 指向常量的指針： const int * 表示的是一個指向const int的指針

    const int a=3;
    const int *p=&a; //正確,a是一個int常量,p是指向int常量的指針
    

  • 常量指針: int *const 表示的是指向int的指針，但其不能被修改，不變的是指針本身而不是那個值

    故 const int * const就是一個指向const int的常量指針

    int a=0;
    int *const p=&a; //p是一直指向a的指針
    const int b=0;
    const int *const p2=&b; //p2是指向常量對象的常量指針
    

處理類型

• 採用關鍵字 typedef 創建易懂的變量別名

  typedef double wages; //wages將是double的同義詞
  wages a; //a是double類型
  

• auto類型，可以讓編譯器自動分析表達式類型

  auto item=val1+val2; //如果val1和val2是int,則item將是int
  vector<int> array;
  for(auto i:array) //自動遍歷array中的每一個元素
  { }
  

自定義數據結構

• struct 結構體

  struct Sales_date{
  	string book_name;
  	unsigned int prices=0;
  }; //注意加分號
  

標準庫類型string

可變長的字符串

• 初始化

  string s1; //默認初始化
  string s2="hello"; //s2初始化爲"hellp"
  string s3(10,'a');  //s3的內容是"aaaaaaaaaa"
  

• 一些常用操作：

  s.empty(); //s爲空則返回true,否則返回false
  s.size();  //返回字符串長度   s.length()
  s1+s2  ; //返回s1和s2連接後的字符串
  s1 < > <= >=  s2  //返回的是字典序比較,逐一比較的結果
  find (string s, size_t pos)//在當前字符串的pos索引位置開始，查找子串s，返回找到的位置索引
  

標準庫類型vector

vector是一個對象的集合，其中所有對象的類型都相同。容器

• 初始化

  vector<T> v1;
  vector<int> a{1,2,3,4,5};
  vector<int> array(10); //表示array長度爲10,都初始化爲0
  vector<int> d(10,1);  //初始化爲10個1
  int array[]={1,2,3,4,5,6,7}
  vector<int> ve_array(begin(array),end(array)); //用數組初始化vector
  

• 常用操作

  //添加元素  push_back()
  v1.push_back(5); //向尾部加入5
  //刪除元素  pop_back()
  v1.pop_back() 
  //判斷是否爲空
  v1.empty()
  //vector的長度
  v1.size()
  //遍歷vector
  for(auto i:v1)
      something();
  for(auto i=v1.begin();i<v1.end();i++)
      something();
  //查找某一元素
  v1.find()  //如果找到則返回對應下標，否則返回的是v1.end()
  

數組名和指針的區別與聯繫

• 數組名存的就是數組第一個元素的地址，即 array==&array[0]; 同樣，可以令指針指向該數組，則指針所存內容也是數組第一個元素的地址，即可以將數組名賦值給指針
• 數組名是不可以修改的，而指針是可以移動的，可以用指針遍歷一個數組
• array+1表示array[1]的地址
• sizeof(array)=sizeof(T)*length 即sizeof一個數組返回的是整個數組佔用的空間，而sizeof指針返回的是一個指針的空間

C++表達式

邏輯運算符求值的短路求值

• 對於邏輯與運算符，當且僅當左側運算對象爲真時纔對右側運算對象求值。也就是說，如果左側爲假，則直接返回false而不繼續判斷右側

  index<array.size()&&array[index]>0  //通過該方式避免越界
  

• 對於邏輯或運算符，當且僅當左側運算符爲假的時纔對右側對象求值。也就是說，如果左側爲真，則表達式爲true已經確定直接返回，而不繼續判斷

  if(s.empty()||s[s.size()-1]=='.') //s爲空或者以句號結尾則換行
  	cout<<endl;
  

遞增遞減運算符

• 前置和後置的遞增運算符：

  • 前置版本：首先將運算對象加1，然後將改變後的對象返回
  • 後置版本：將運算對象加1，返回運算對象改變前的值的副本

  int i=0,j; 
  j=++i; //j=1,i=1
  j=i++; //j=1,i=2
  

• 通常儘量使用前置版本，如果爲了賦值然後遍歷，則通常採用後置版本

  array[i++]=k; //令array[i]=k且向後遍歷一步
  

位運算符

• 按位與 & ，將參與運算的兩個分量對應的每一位來做邏輯與運算，若兩者都爲真（等於1），則結果才爲真（等於1）。否則爲假（等於0 ) 即：1 & 1 = 1 、1&0 = 0 、0&1 = 1、0&0 = 0

• 按位或 | , 將參與運算的每個分量對應的每一位來做邏輯或運算，即兩者都爲假（爲0）時，才爲假（爲0），否則爲真。即：0|0 = 0、1|0 = 1、0|1 = 1、1|1 = 1

• 按位異或 ^ , 把參與運算的每個分量對應的每一位來做異或運算，即兩者相同爲假，不同爲真 即：0|0 = 0、 1|0 = 1、0|1 = 1、 1|1 = 0

• 按位取反 ~ , 把二進制位的每一位進行取反運算，將二進制中1變成0，0變成1

• 按位右移 >> 把二進制位整體向右移動。 7>>1 = 0000 0111 >> 1 = 0000 0011 = 3

  右移等於除了2的N次方，N爲右移的位數。

• 按位左移 << 把二進制位整體向左移動。

sizeof運算符

sizeof運算符返回一條表達式或一個類型名字所佔的字節數。

• 對類型爲引用的對象執行sizeof運算將得到被引用對象所佔空間的大小

• 對類型爲指針的對象執行sizeof運算將得到指針本身所佔空間的大小

• 對數組執行sizeof運算將得到整個數組所佔空間大小，等價於對數組每個元素sizeof然後求和

• 對string和vector類執行sizeof運算只會返回該類型固定部分的大小而不是佔用空間的大小

• 結構體、union、類爲空時，對其sizeof返回爲1

• 靜態變量在sizeof計算時不需要考慮

• 對結構體進行sizeof不是單純的加法，要注意對齊效果，即每個變量起始必須是自己所佔字節的倍數。結構體的大小必須是其中最大寬度的類型大小的整數倍，例子：

  struct test{
  	char a;  //1
  	int c;   //4
  }; 
  cout<<sizeof(test);  //是8而不是5，因爲int跳過char後面3個空間再放置，對齊
  
  struct test{
  	char a;  //1
  	int *p;  //8
  	char b;  //1
  }; 
  cout<<sizeof(test); //是24而不是10,首先p需要對齊所以需要到8的倍數處纔可以放置,然後放置b後，結構體的大小需要是p的整數倍,故最終爲24
  struct test
  {	
  }; 
  cout<<sizeof(test);  //是1而不是0,哪怕是空結構體也佔1字節
  

• 對union對象進行sizeof時，結果爲其中最寬的數據類型的長度

  union test{
  	char a;
  	int p;
  	char b; 
  }; 
  cout<<sizeof(test);  //是4,最大的是int，4字節
  

• 對類對象進行sizeof時，大體和struct類似，但要注意虛函數、繼承等關係，虛函數需要有指針指向虛函數表故會增加一個指針的空間，繼承時會繼承父類的空間

  class test
  {
  	~test() { }
  };   //sizeof(test)=1 
  class test2
  {
  	virtual ~test2() {}  
  };  //sizeof(test2)=8 因爲是虛函數，所以需要創建一個指針指向虛函數表，佔據內存
  

局部變量和全局變量

• 作用域：全局變量在函數外聲明，作用域是整個源程序。局部變量在函數內或循環內聲明或作爲函數形參，作用域是當前函數或者循環等。
• 內存存儲：全局變量存儲在全局數據區，局部變量存儲在棧區
• 生命期：全局變量存在於整個執行過程，在程序啓動時創建，直至程序結束才銷燬。局部變量隨着函數或者循環的結束就銷燬了。
• 如果在函數內部定義了與全局變量相同的局部變量，則在該函數內部優先使用局部變量
• 局部靜態對象：static 局部靜態變量在程序的執行路徑第一次經過時初始化，直至程序終止才被銷燬

一個面試題

• 有極大量的數據，10億個int數據，如何去重？

  思路：可以建立hash映射，只需要一個bit存儲即可，如果一個數字已經出現則之後遇到就去重，這樣至多需要MAX_INT個bit存儲，內存是可存的。

  或者使用布隆過濾器

參數傳遞的一些細節

• 如果形參是引用類型，則將綁定到對應的實參；否則將會將實參的值拷貝後賦給形參
• 傳值參數的修改將不影響具體的實參值，而傳引用參數的修改將直接修改具體的實參；通過傳指針形參，也可以間接地修改對象的值
• 如果參數是比較大的類對象或者容器對象，通常傳引用可以避免低效地拷貝(甚至一些類型不支持拷貝)
• 如果函數無須改變形參的值，則最好將其聲明爲傳引用，且常量引用
• 數組作爲形參時，實際上傳遞的是指向數組首元素的指針。以數組作爲形參時要確保不要越界
• 不要返回局部變量的引用或指針! 因爲在函數完成後其存儲空間將被釋放掉，會導致訪問的內存非法
• 可以在形參列表中賦值設置默認實參，設置默認實參的參數應該放在右邊

重載overload與重寫override

• 重載：同一作用域內函數名字相同，形參列表不同。不允許兩個函數除了返回類型外其他所有要素都相同

  不能根據返回值判斷是否重載；重載後，編譯器會根據參數選擇最優的調用，要避免二義性

• 重寫：子類重新定義父類中有相同名稱和參數的虛函數(virtual)。在繼承關係之間。C++利用虛函數實現多態

• 重寫函數必須具有相同的類型、名稱、參數列表

內聯函數 inline

• 將函數聲明爲內聯函數將提高函數的執行效率，把關鍵詞inline放在函數定義前面即可。
• 內聯函數執行時會將它在每個調用位置展開，避免了函數調用的開銷
• 關鍵字 inline 必須與函數定義體放在一起才能使函數成爲內聯，僅將 inline 放在函數聲明前面不起任何作用
• 不用盲目使用內聯，通常函數較爲簡短且簡單時才使用內聯