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  • 腾讯研发类笔试面试试题(C++方向)(转)

    原文转自  https://www.cnblogs.com/freebird92/p/9595244.html

    1、C和C++的特点与区别?

    答:(1)C语言特点:
    1.作为一种面向过程的结构化语言,易于调试和维护;

    2.表现能力和处理能力极强,可以直接访问内存的物理地址;

    3.C语言实现了对硬件的编程操作,也适合于应用软件的开发;

    4.C语言还具有效率高,可移植性强等特点。

    (2)C++语言特点:

    1.在C语言的基础上进行扩充和完善,使C++兼容了C语言的面向过程特点,又成为了一种面向对象的程序设计语言;

    2.可以使用抽象数据类型进行基于对象的编程;

    3.可以使用多继承、多态进行面向对象的编程;

    4.可以担负起以模版为特征的泛型化编程。

    C++与C语言的本质差别:在于C++是面向对象的,而C语言是面向过程的。或者说C++是在C语言的基础上增加了面向对象程序设

    计的新内容,是对C语言的一次更重要的改革,使得C++成为软件开发的重要工具。

    2、C++的多态

    答:C++的多态性用一句话概括:在基类的函数前加上virtual关键字,在派生类中重写该函数,运行时将会根据对象的实际类型来

    调用相应的函数。如果对象类型是派生类,就调用派生类的函数;如果对象类型是基类,就调用基类的函数。

    1):用virtual关键字申明的函数叫做虚函数,虚函数肯定是类的成员函数; 

    2):存在虚函数的类都有一个一维的虚函数表叫做虚表,类的对象有一个指向虚表开始的虚指针。虚表是和类对应的,虚表指针是

    和对象对应的;

    3):多态性是一个接口多种实现,是面向对象的核心,分为类的多态性和函数的多态性。;

    4):多态用虚函数来实现,结合动态绑定.;

    5):纯虚函数是虚函数再加上 = 0; 

    6):抽象类是指包括至少一个纯虚函数的类;

    纯虚函数:virtual void fun()=0;即抽象类,必须在子类实现这个函数,即先有名称,没有内容,在派生类实现内容。

    3、虚函数实现

    答:简单地说,每一个含有虚函数(无论是其本身的,还是继承而来的)的类都至少有一个与之对应的虚函数表,其中存放着该类

    所有的虚函数对应的函数指针。例:

    其中:

    B的虚函数表中存放着B::foo和B::bar两个函数指针。

    D的虚函数表中存放的既有继承自B的虚函数B::foo,又有重写(override)了基类虚函数B::bar的D::bar,还有新增的虚函数D::quz。

    虚函数表构造过程:

    从编译器的角度来说,B的虚函数表很好构造,D的虚函数表构造过程相对复杂。下面给出了构造D的虚函数表的一种方式(仅供参考):

    虚函数调用过程

    以下面的程序为例:

    4、C和C++内存分配问题

    答:(1)C语言编程中的内存基本构成

    C的内存基本上分为4部分:静态存储区、堆区、栈区以及常量区。他们的功能不同,对他们使用方式也就不同。

    1.栈 ——由编译器自动分配释放;

    2.堆 ——一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收;

    3.全局区(静态区)——全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量

    和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域(C++中已经不再这样划分),程序结束释放;

    4.另外还有一个专门放常量的地方,程序结束释放;

    (a)函数体中定义的变量通常是在栈上;

    (b)用malloc, calloc, realloc等分配内存的函数分配得到的就是在堆上;

    (c)在所有函数体外定义的是全局量;

    (d)加了static修饰符后不管在哪里都存放在全局区(静态区);

    (e)在所有函数体外定义的static变量表示在该文件中有效,不能extern到别的文件用;

    (f)在函数体内定义的static表示只在该函数体内有效;

    (g)另外,函数中的"adgfdf"这样的字符串存放在常量区。

    (2)C++编程中的内存基本构造

    在C++中内存分成5个区,分别是堆、栈、全局/静态存储区、常量存储区和代码区;

    1、栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区,里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

    2、堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如

    果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

    3、全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在

    C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

    4、常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改)。

    5、代码区 (.text段),存放代码(如函数),不允许修改(类似常量存储区),但可以执行(不同于常量存储区)。

    预备知识----程序的内存分配

    C++编译器将计算机内存分为代码区和数据区,很显然,代码区就是存放程序代码,而数据区则是存放程序编译和执行过程出现的变量和常量。数据区又分为静态数据区、动态数据区以及常量区,动态数据区包括堆区和栈区。

    以下是各个区的作用:
    (1)代码区:存放程序代码;
    (2)数据区
       a.静态数据区: 在编译器进行编译的时候就为该变量分配的内存,即全局变量和静态变量(用static声明的变量),存放在这个区的数据程序全部执行结束后系统自动释放,声明周期贯穿于整个程序执行过程。全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域(.data),未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域(.bss)。
       b.堆区:这部分存储空间完全由程序员自己负责管理,它的分配和释放都由程序员自己负责。这个区是唯一一个可以由程序员自己决定变量生存 期的区间。可以用malloc,new申请对内存,并通过free和delete释放空间。如果程序员自己在堆区申请了空间,又忘记将这片内存释放掉,就 会造成内存泄露的问题,导致后面一直无法访问这片存储区域。但程序退出后,系统自动回收资源。分配方式倒是类似于链表。
       c.栈区:存放函数的形式参数和局部变量,由编译器分配和自动释放,函数执行完后,局部变量和形参占用的空间会自动被释放。效率比较高,但是分配的容量很有限。
       d.常量区: 存放常量的区间,如字符串常量等,注意在常量区存放的数据一旦经初始化后就不能被修改。 程序结束后由系统释放。
     
    在弄懂内存分配的问题过后,来看看函数调用的过程:
    执行某个函数时,如果有参数,则在栈上为形式参数分配空间(如果是引用类型的参数则除外),继续进入到函数体内部,如果遇到变量,则按情况为变 量在不同的存储区域分配空间(如果是static类型的变量,则是在进行编译的过程中已经就分配了空间),函数内的语句执行完后,如果函数没有返回值,则 直接返回调用该函数的地方(即执行原点),如果存在返回值,则先将返回值进行拷贝传回,再返回执行远点,函数全部执行完毕后,进行退栈操作,将刚才函数内 部在栈上申请的内存空间释放掉。 

    内存模型组成部分:自由存储区,动态区、静态区;

    根据c/c++对象生命周期不同,c/c++的内存模型有三种不同的内存区域,即:自由存储区,动态区、静态区

    自由存储区:局部非静态变量的存储区域,即平常所说的栈;

    动态区: 用new ,malloc分配的内存,即平常所说的堆;

    静态区:全局变量,静态变量,字符串常量存在的位置;

    注:代码虽然占内存,但不属于c/c++内存模型的一部分;

    一个正在运行着的C编译程序占用的内存分为5个部分:代码区、初始化数据区、未初始化数据区、堆区 和栈区;

    (1)代码区(text segment):代码区指令根据程序设计流程依次执行,对于顺序指令,则只会执行一次(每个进程),如果反复,则需要使用跳转指令,如果进行递归,则需要借助栈来实现。注意:代码区的指令中包括操作码和要操作的对象(或对象地址引用)。如果是立即数(即具体的数值,如5),将直接包含在代码中;


    (2)全局初始化数据区/静态数据区(Data Segment):只初始化一次。

    (3)未初始化数据区(BSS):在运行时改变其值。

    (4)栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构中的栈。

    (5)堆区(heap):用于动态内存分配。

    为什么分成这么多个区域?

    主要基于以下考虑:

    #代码是根据流程依次执行的,一般只需要访问一次,而数据一般都需要访问多次,因此单独开辟空间以方便访问和节约空间。
    #未初始化数据区在运行时放入栈区中,生命周期短。
    #全局数据和静态数据有可能在整个程序执行过程中都需要访问,因此单独存储管理。
    #堆区由用户自由分配,以便管理。

    更多内容见:http://www.cnblogs.com/Stultz-Lee/p/6751522.html

    5、协程

    答:定义:协程是一种用户态的轻量级线程。

    协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时,将寄存器上下文和栈保存到其他地方,在切回来的时候,恢复先前保存的寄存器上下文和栈。因此:协程能保留上一次调用时的状态(即所有局部状态的一个特定组合),每次过程重入时,就相当于进入上一次调用的状态,换种说法:进入上一次离开时所处逻辑流的位置;

    线程是抢占式,而协程是协作式;

    协程的优点:

    跨平台
    跨体系架构
    无需线程上下文切换的开销
    无需原子操作锁定及同步的开销
    方便切换控制流,简化编程模型
    高并发+高扩展性+低成本:一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。

    协程的缺点:

    无法利用多核资源:协程的本质是个单线程,它不能同时将 单个CPU 的多个核用上,协程需要和进程配合才能运行在多CPU;
    进行阻塞(Blocking)操作(如IO时)会阻塞掉整个程序:这一点和事件驱动一样,可以使用异步IO操作来解决。

    6、CGI的了解

    答:CGI:通用网关接口(Common Gateway Interface)是一个Web服务器主机提供信息服务的标准接口。通过CGI接口,Web服务

    器就能够获取客户端提交的信息,转交给服务器端的CGI程序进行处理,最后返回结果给客户端。

    CGI通信系统的组成是两部分:一部分是html页面,就是在用户端浏览器上显示的页面。另一部分则是运行在服务器上的Cgi程序。

    7、进程间通信方式和线程间通信方式

    答:(1)进程间通信方式:

    # 管道( pipe ):管道是一种半双工的通信方式,数据只能单向流动,而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。

    # 信号量( semophore ) : 信号量是一个计数器,可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制,防止某进程正在访问共享资源时,其他进程也访问该资源。因此,主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。

    # 消息队列( message queue ) : 消息队列是由消息的链表,存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。

    # 共享内存( shared memory ) :共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存,这段共享内存由一个进程创建,但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式,它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制,如信号两,配合使用,来实现进程间的同步和通信。

    # 套接字( socket ) : 套解口也是一种进程间通信机制,与其他通信机制不同的是,它可用于不同及其间的进程通信。

    (2)线程间通信方式:

    #全局变量;

    #Messages消息机制;

    #CEvent对象(MFC中的一种线程通信对象,通过其触发状态的改变实现同步与通信)。

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