C++算法的40个高频面试问题集锦

FAQ CPP

根据笔记整理，偏基础概念，
配合右下角大纲视图食用更佳，
具体关键词自行搜索资料展开。
注：没有逻辑顺序，仅供参考。

i++和++i有什么区别

都是自增运算，区别：

• i++返回原始值：背后用到const返回old_value
• ++i返回自增值：背后引用传值直接修改实参

vector添加元素的方法

两种：

• emplace_back: 直接创建，高效率，C++11新特性
• push_back: 先创建再拷贝/移动，效率低但向前兼容

二叉树翻转

要点：使用recursive遍历所有节点

struct Node
{
    char *name;
    Node *left;
    Node *right;
}

Node Invert(Node &tree)
{
    // set end condition
    if(NULL==tree) return NULL;
    tree->left = Invert(tree->left);
    tree->right = Invert(tree->right);
    // do swap
    Node *tmp = tree->left;
    tree->left = tree->right;
    tree->right = tmp;
    return tree;
}

文件流相关

fstream包含读ifstream和写ofstream

常指针区分

const *：const修饰被指变量，指向常量的指针
* const：const修饰指针本身，指向固定的地址

静态成员函数

static成员函数不属于任何对象或实例，因此声明virtual也没有意义。

说说STL容器

主要有vector, queue, stack, priority_queue, deque(双端), string, set, multiset(允许重复), bitset, map(与pair的区别在于唯一映射)

简述C++从文本到程序的过程

预编译 -> 编译 -> 汇编 -> 链接

2.0新特性

auto, unllptr, shared_ptr, {1,2,3}init, &&A, atomic, array(STL), tuple(STL)

array和vector区别

array需要指定长度而vector不用（动态扩展）

class和struct成员区别

class默认private而struct默认public

atomic作用

atomic 原子类，用于不同线程之间同步内存访问，如std::atomic<bool> std::atomic<char>

static作用

• 保持函数局部变量值，下次调用仍继承上次值
• 限制全局变量作用域在声明文件内，静态函数只能在声明文件可见
• 类静态成员函数仅生成一个副本且所有对象共享，类的静态函数不接受this指针

const作用

1. 修饰变量，只读
2. 修饰指针，左右含义不同
3. 常量引用，高效安全
4. 类成员函数

常量定义

通过const定于的常量必须初始化，保存位置
局部：stack，全局：memory（符号表）

变量长度

sizeof是运算符，strlen是函数

引用与指针

引用的本质实现为指针（语法糖），区别在于：

1. 不存在空引用，但存在空指针
2. 不可修改引用在初始化后
3. 引用必须创建时初始化
4. 指针可以多级，引用只有一级

智能指针

• shared_ptr：允许多个指针指向同一对象，指针增加对象引用计数，引用数归零的对象自动析构；
• unique_ptr：独占所指对象，销毁指针时对象随之销毁，与早期auto_ptr类似；
• weak_ptr：弱引用，不控制所指对象生命周期，不增加引用计数。

内联函数

为解决效率问题，编译直接展开而非调用，因此不能太复杂
成员函数类中定义默认内联，类外定义默认普通。

重载

同一作用域中声明功能类似的同名函数，形参（类型、数量、顺序）不同

模板

泛型编程概念，包含函数模板和类模板

处理返回值

函数return前生成一个临时变量存入内存，调用程序访问地址，获取返回值

虚函数与内联

虚函数可以是内联函数，但虚函数表现出多态时不能内联

构造/析构函数重载

ctor（构造函数）可以重载（多个，是否带参数）
dtor（析构函数）不能重载（唯一，不接受参数）

派生类与基类

派生类中定义基类同名函数，基类非虚，此时基类函数被隐藏。

类访问修饰符

protected与private区别在于子类可否访问
copy ctor, move ctor, friend func（可访问任何成员，包括private）

有关this指针

类的成员函数均隐式传入this指针，friend和static无，且friend不是类的成员

类的虚析构函数

只有当一个类作为基类被继承时才能为其设计虚析构函数，原因：

1. 基类指针指向new子类，释放基类指针可以释放子类空间，防止内存泄漏；
2. 默认dtor非虚，因为虚函数需要占用额外虚函数表与虚表指针，开销内存。

static与virtual函数

• static编译时已经确定运行时机，virtual运行时动态绑定；
• virtual使用vtable机制，调用将增加内存开销。

面向对象OOP特征

封装、继承、多态

特殊的堆栈类

heap only：dtor设为private
stack only： new/delete operator设为private

空类内容

空类包含ctor, copy ctor, dtor, operator=, operator&, const operator&

类的大小

sizeof class 空类返回1；普通成员函数不参与sizeof统计；虚函数+4bytes
static成员不影响类大小，编译器放在程序数据段中；普通继承sizeof相加

动态内存

C++: new/delete 自动申请大小，不释放会泄露
C: malloc/free 需要指定大小，不会调用ctor和dtor

堆栈区别

内存	申请分配	效率	扩展方向	举例
stack	自动	高	高->低	局部变量，形参，返回值
heap	手动	低	低->高	new/malloc动态申请

STL构成

Standard Template Library
常见：容器、算法、迭代器
罕见：迭代适配器、空间配置器、仿函数

vector和list异同

1. vector底层是array（随机读取快），list底层是双向链表（增删快）；
2. vector插入节点导致内存拷贝而list不会；
3. vector分配好内存不够双倍扩展，list每次插入都申请内存。

const成员函数

const在前表示返回值为const类型
const在后表示函数是const不能修改成员变量

内存分类

堆区、栈区、全局（静态）区、文字常量区、程序代码区。
例如，函数内声明一个char*字符串，首指针位于栈区，所指字符串内容位于文字常量区