c/c++ 笔试面试题

#include <iostream>
using namespace std;
class A
{
public:
    void sayHi(){
        cout<<"hello "<<endl;
    }
 
};
int main(){
    A *p = new A;
    p->sayHi();
    p = NULL;
    p->sayHi();
}

以上输出：（因为A::sayHi()并未使用this指针。因此尽管this指针是NULL，只要不去解引用它，便没事儿。）

hello

hello

2. 数据对齐问题：

1. 数据成员对齐规则： 内存为类，结构体或联合体分配内存时，首先可以确定这些对象的首地址，类、结构体或联合体的的成员变量在内存从相对于首地址的offset=0处开始分配内存，分配时遵循如下原则：比较这个变量的类型所占字节数m和#paragma pack(n)中指定的n的大小，
如果m>n，用offset%n，如果m<n，用offset%m,
如果结果==0，那么此变量便分配在以offset为偏移地址的m个字节处，offset+=m;
如果结果！=0，那么采用补齐原则，offset一直加到%m为0时为止，然后再以此时的offset为偏移地址，分配此变量，最后offset+=m;

2. 结构(或联合)的整体对齐规则： 在数据成员完成各自对齐之后，结构(或联合)本身也要进行对齐，对齐将按照#pragma pack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中，比较小的那个进行。
3. 含有对象组合的对齐规则：各个基本类型成员的对齐方式是不变的，遇到对象的情况下，要在符合这个对象中各个数据类型的字节数的公倍数进行对齐，否则，可能会导致对象内部不对齐。

1字节对齐(#pragma pack(1))

输出结果：sizeof(struct test_t) = 8

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(1)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 > 1 按1对齐；起始offset=0 0%1=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 = 1 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 > 1 按1对齐；起始offset=5 5%1=0；存放位置区间[5,6] */

 char d;  /* 长度1 = 1 按1对齐；起始offset=7 7%1=0；存放位置区间[7] */

};

#pragma pack()

成员总大小=8

 2) 整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 1) = 1

整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 8 /* 8%1=0 */ [注1]

2字节对齐(#pragma pack(2))

输出结果：sizeof(struct test_t) = 10

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(2)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 > 2 按2对齐；起始offset=0 0%2=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 = 2 按2对齐；offset 需要按照原则1自增，直到起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */

 char d;  /* 长度1 < 2 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */

};

#pragma pack()

成员总大小=9

2) 整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 2) = 2

整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 10 /* 10%2=0 */

4字节对齐(#pragma pack(4))

输出结果：sizeof(struct test_t) = 12

分析过程：

1) 成员数据对齐

#pragma pack(4)

struct test_t {

 int a;  /* 长度4 = 4 按4对齐；起始offset=0 0%4=0；存放位置区间[0,3] */

 char b;  /* 长度1 < 4 按1对齐；起始offset=4 4%1=0；存放位置区间[4] */

 short c; /* 长度2 < 4 按2对齐；起始offset=6 6%2=0；存放位置区间[6,7] */

 char d;  /* 长度1 < 4 按1对齐；起始offset=8 8%1=0；存放位置区间[8] */

};

#pragma pack()

成员总大小=9

 2) 整体对齐

整体对齐系数 = min((max(int,short,char), 4) = 4

整体大小(size)=$(成员总大小) 按 $(整体对齐系数) 圆整 = 12 /* 12%4=0 */

为了避免混淆，做如下规定，以下代码若不加特殊说明都运行于32位平台，结构体的默认对齐值是8，各数据类型所占字节数分别为

char占一个字节

int占四个字节

double占八个字节。

两个例子

请问下面的结构体大小是多少？

struct Test
{
    char c ;
    int i ;
};

这个呢？

struct Test1
{
    int i ;
    double d ;
    char c ;
};

在公布答案之前先看一下对齐的规则。

对齐规则

一般来说，结构体的对齐规则是先按数据类型自身进行对齐，然后再按整个结构体进行对齐，对齐值必须是2的幂，比如1，2， 4， 8， 16。如果一个类型按n字节对齐，那么该类型的变量起始地址必须是n的倍数。比如int按四字节对齐，那么int类型的变量起始地址一定是4的倍数，比如0x0012ff60，0x0012ff48等。

数据自身的对齐

数据自身的对齐值通常就是数据类型所占的空间大小，比如int类型占四个字节，那么它的对齐值就是4

整个结构体的对齐

整个结构体的对齐值一般是结构体中最大数据类型所占的空间，比如下面这个结构体的对齐值就是8，因为double类型占8个字节。

struct Test2
{
    int i ;
    double d ;
};

例子答案

有了上面的基础，再回过头去看看一开始的两个例子

先看结构体Test

1 c是char类型，按1个字节对齐

2 i是int类型，按四个字节对齐，所以在c和i之间实际上空了三个字节。

整个结构体一共是1 + 3（补齐）+ 4 = 8字节。

再看Test1

i是int类型，按4字节对齐

d是double类型，按8字节对齐，所以i和d之间空了4字节

c是char类型，按1字节对齐。

所以整个结构体是 4(i) + 4（补齐）+ 8(d) + 1(c) =  17字节，注意！还没完，整个结构体还没有对齐，因为结构体中空间最大的类型是double，所以整个结构体按8字节对齐，那么最终结果就是17 + 7（补齐） = 24字节。

书写结构体的建议

我们对Test1做一点改动

struct Test1
{
    char c ;
    int i ;
    double d ;
};

这时Test1的大小就变成了16，而不是24了，节省了8个字节！可见结构体中成员的书写顺序对结构体大小的影响还是很大的，一个好的建议是，按照数据类型由小到大的顺序进行书写。

如何查看结构体的对齐值

使用预处理命令

#pragma pack(show)

该命令来查看当前的对齐值，但是要注意的是，结果是以warning的形式输出的，所以要在VS的警告窗口中才看得见，如下

warning C4810: value of pragma pack(show) == 8   

使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)

Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation-Struct Member Alignment, 如果没有修改过，则默认值是Default，即8字节对齐。

如何修改结构体的对齐值

使用预处理指令

#pragma pack(num)

num是结构体的对齐值，比如下面的例子按四个字节对齐。

#pragma pack(4)

使用Visual Studio选项(以Visual Studio 2008为例)

Projects-Properties-Configuration Properties-C/C++-Code generation

参考

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms253949.aspx

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms253935.aspx