C++后台开发学习清单

作者：Oscarwin
链接：https://www.zhihu.com/question/34574154/answer/253165162
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今年刚找完工作的应届生来答一发，校招主要考察基础和思维，主要涉及C++语言基础，数据结构与算法，TCP/IP协议，网络编程，Linux。

虽然面试技巧和心态也很重要，但这里只有24K纯技术干货。点赞后，收藏吧！

 

C和C++语言基础

参考书籍：《C++ primer》，《effective C++》，《STL源码解析》，《深度搜索C++对象模型》

• extern关键字作用
• static关键字作用
• volatile是干啥的
• 说说const的作用，越多越好
• new与malloc区别
• C++多态性与虚函数表

1. C++多态的实现？
2. 虚函数的作用？
3. 虚函数用于实现多态，这点大家都能答上来但是虚函数在设计上还具有封装和抽象的作用。比如抽象工厂模式。
4. 动态绑定是如何实现的？
5. 静态多态和动态多态。静态多态是指通过模板技术或者函数重载技术实现的多态，其在编译器确定行为。动态多态是指通过虚函数技术实现在运行期动态绑定的技术。
6. 虚函数表
7. 虚函数表是针对类的还是针对对象的？同一个类的两个对象的虚函数表是怎么维护的？
8. 编译器为每一个类维护一个虚函数表，每个对象的首地址保存着该虚函数表的指针，同一个类的不同对象实际上指向同一张虚函数表。

• 纯虚函数如何定义，为什么对于存在虚函数的类中析构函数要定义成虚函数
• 析构函数能抛出异常吗
• 构造函数和析构函数中调用虚函数吗？
• 指针和引用的区别
• 指针与数组千丝万缕的联系
• 智能指针是怎么实现的？什么时候改变引用计数？

1. 构造函数中计数初始化为1；
2. 拷贝构造函数中计数值加1；
3. 赋值运算符中，左边的对象引用计数减一，右边的对象引用计数加一；
4. 析构函数中引用计数减一；
5. 在赋值运算符和析构函数中，如果减一后为0，则调用delete释放对象。
6. share_prt与weak_ptr的区别？

• C++四种类型转换：static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast
• 内存对齐的原则
• 内联函数有什么优点？内联函数与宏定义的区别？
• C++内存管理
• STL里的内存池实现
• STL里set和map是基于什么实现的。红黑树的特点？
• STL里的其他数据结构和算法实现也要清楚
  这个问题，把STL源码剖析好好看看，不仅面试不慌，自己对STL的使用也会上升一个层次。
• 必须在构造函数初始化式里进行初始化的数据成员有哪些
• 模板特化
• 定位内存泄露
  (1)在windows平台下通过CRT中的库函数进行检测；
  (2)在可能泄漏的调用前后生成块的快照，比较前后的状态，定位泄漏的位置
  (3)Linux下通过工具valgrind检测
• 手写strcpy，memcpy，strcat，strcmp等函数

 

数据结构与算法

这一块考察范围太广，主要靠多刷题吧，牛客网，剑指OFFER，LeetCode等。

Hash表

• Hash表实现（拉链和分散地址）
• Hash策略常见的有哪些？
• STL中hash_map扩容发生什么？
  (1) 创建一个新桶，该桶是原来桶两倍大最接近的质数(判断n是不是质数的方法：用n除2到sqrt(n)范围内的数) ；
  (2) 将原来桶里的数通过指针的转换，插入到新桶中(注意STL这里做的很精细，没有直接将数据从旧桶遍历拷贝数据插入到新桶，而是通过指针转换)
  (3) 通过swap函数将新桶和旧桶交换，销毁新桶。

树

• 二叉树结构，二叉查找树实现；
• 二叉树的六种遍历；
• 二叉树的按层遍历；
• 递归是解决二叉树相关问题的神级方法；
• 树的各种常见算法题(http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/12760493)；
• 什么是红黑树？
• 红黑树与AVL树的区别
• Trie树(字典树)

链表

• 链表和插入和删除，单向和双向链表都要会
• 链表的问题考虑多个指针和递归
  (1) 反向打印链表(递归)
  (2) 打印倒数第K个节点(前后指针)
  (3) 链表是否有环(快慢指针)等等。

栈和队列

• 队列和栈的区别？(从实现，应用，自身特点多个方面来阐述，不要只说一个先入先出，先入后出，这个你会别人也会，要展现出你比别人掌握的更深)
• 典型的应用场景

海量数据问题

• 十亿整数（随机生成，可重复）中前K最大的数
• 十亿整数（随机生成，可重复）中出现频率最高的一千个

排序算法

• 排序算法当然是基础内容了，必须至少能快速写出，快排，建堆，和归并
• 每种算法的时间空间复杂度，最好最差平均情况

位运算

布隆过滤器

几十亿个数经常要查找某一个数在不在里面，使用布隆过滤器，布隆过滤器的原理。布隆过滤器可能出现误判，怎么保证无误差？

网络与TCP/IP

参考书籍：《图解TCP/IP》，《TCP/IP详解 卷一》，《图解HTTP》，《HTTP权威指南》

• TCP与UDP之间的区别
  (1) IP首部，TCP首部，UDP首部
  (2) TCP和UDP区别
  (3) TCP和UDP应用场景
  (4) 如何实现可靠的UDP
• TCP三次握手与四次挥手
• 详细说明TCP状态迁移过程
  (1) 三次握手和四次挥手状态变化；
  (2) 2MSL是什么状态？作用是什么？
  (3)三次握手为什么不是两次或者四次？
• TCP相关技术

1. TCP重发机制，Nagle算法
2. TCP的拥塞控制使用的算法和具体过程
3. TCP的窗口滑动

• TCP客户与服务器模型，用到哪些函数
• UDP客户与服务器模型，用到哪些函数
• 域名解析过程，ARP的机制，RARP的实现
• Ping和TraceRoute实现原理

HTTP

• http/https 1.0、1.1、2.0的特点和区别
• get/post 区别
• HTTP返回状态码
• http 协议头相关

http数据由请求行，首部字段，空行，报文主体四个部分组成
首部字段分为：通用首部字段，请求首部字段，响应首部字段，实体首部字段

• https与http的区别？如何实现加密传输？加解密方式？
• 浏览器中输入一个URL发生什么，用到哪些协议？

安全相关

至少了解攻击的原理和基本的防御方法，常见的攻击方法有一下几种

• SQL注入
• XSS
• CSRF
• SYN洪水攻击
• APR欺骗

数据库

主要参考书籍：《数据库系统概念》，《高性能MySQL》

• SQL语言(内外连接，子查询，分组，聚集，嵌套，逻辑)
• MySQL索引方法？索引的优化？
• InnoDB与MyISAM区别？
• 事务的ACID
• 事务的四个隔离级别
• 查询优化(从索引上优化，从SQL语言上优化)
• B-与B+树区别？
• MySQL的联合索引(又称多列索引)是什么？生效的条件？
• 分库分表

Linux

主要参考书籍：《现代操作系统》，《APUE》，《UNP》，《LINUX内核设计与实现》，《深入理解LINUX内核》

• 进程与线程

(1) 进程与线程区别？
(2) 线程比进程具有哪些优势？
(3) 什么时候用多进程？什么时候用多线程？
(4) LINUX中进程和线程使用的几个函数？
(5) 线程同步？
在Windows下线程同步的方式有：互斥量，信号量，事件，关键代码段
在Linux下线程同步的方式有：互斥锁，自旋锁，读写锁，屏障(并发完成同一项任务时，屏障的作用特别好使) 知道这些锁之间的区别，使用场景？

• 进程间通讯方式

1. 匿名管道与命名管道的区别：匿名管道只能在具有公共祖先的两个进程间使用。
2. 共享文件映射mmap
   mmap建立进程空间到文件的映射，在建立的时候并不直接将文件拷贝到物理内存，同样采用缺页终端。mmap映射一个具体的文件可以实现任意进程间共享内存，映射一个匿名文件，可以实现父子进程间共享内存。
3. 常见的信号有哪些？：SIGINT，SIGKILL(不能被捕获)，SIGTERM(可以被捕获)，SIGSEGV，SIGCHLD，SIGALRM

• 内存管理

1. 虚拟内存的作用？
2. 虚拟内存的实现？
3. 操作系统层面对内存的管理？
4. 内存池的作用？STL里内存池如何实现？
5. 进程空间和内核空间对内存的管理不同？
6. Linux的slab层，VAM？
7. 伙伴算法
8. 高端内存

• 进程调度

1. Linux进程分为两种，实时进程和非实时进程；
2. 优先级分为静态优先级和动态优先级，优先级的范围；
3. 调度策略
4. 交互进程通过平均睡眠时间而被奖励；

• 死锁

(1) 死锁产生的条件；
(2) 死锁的避免；

• 命令行

1. Linux命令 在一个文件中，倒序打印第二行前100个大写字母

cat filename | head -n 2 | tail -n 1 | grep '[[:upper:]]' -o | tr -d '
'| cut -c 1-100 | rev 

1. 与CPU，内存，磁盘相关的命令(top，free, df, fdisk)
2. 网络相关的命令netstat，tcpdump等
3. sed, awk, grep三个超强大的命名，分别用与格式化修改，统计，和正则查找
4. ipcs和ipcrm命令
5. 查找当前目录以及字母下以.c结尾的文件，且文件中包含”hello world”的文件的路径
6. 创建定时任务

• IO模型

1. 五种IO模型：阻塞IO，非阻塞IO，IO复用，信号驱动式IO，异步IO
2. select，poll，epoll的区别

• 线程池，内存池 自己动手实现一遍

Linux的API

• fork与vfork区别
  fork和vfork都用于创建子进程。但是vfork创建子进程后，父进程阻塞，直到子进程调用exit()或者excle()。
  对于内核中过程fork通过调用clone函数，然后clone函数调用do_fork()。do_fork()中调用copy_process()函数先复制task_struct结构体，然后复制其他关于内存，文件，寄存器等信息。fork采用写时拷贝技术，因此子进程和父进程的页表指向相同的页框。但是vfork不需要拷贝页表，因为父进程会一直阻塞，直接使用父进程页表。
• exit()与_exit()区别
  exit()清理后进入内核，_exit()直接陷入内核。
• 孤儿进程与僵死进程

1. 孤儿进程是怎么产生的？
2. 僵死进程是怎么产生的？
3. 僵死进程的危害？
4. 如何避免僵死进程的产生？

• Linux是如何避免内存碎片的

1. 伙伴算法，用于管理物理内存，避免内存碎片;
2. 高速缓存Slab层用于管理内核分配内存，避免碎片。

• 共享内存的实现原理？
• 系统调用与库函数(open, close, create, lseek, write, read)
• 同步方法有哪些？

1. 互斥锁，自旋锁，信号量，读写锁，屏障
2. 互斥锁与自旋锁的区别：互斥锁得不到资源的时候阻塞，不占用cpu资源。自旋锁得不到资源的时候，不停的查询，而然占用cpu资源。
3. 死锁

其他

• ++i是否是原子操作
  明显不是，++i主要有三个步骤，把数据从内存放在寄存器上，在寄存器上进行自增，把数据从寄存器拷贝会内存，每个步骤都可能被中断。
• 判断大小端

设计模式

• 单例模式线程安全的写法
• STL里的迭代器模式，适配器模式

分布式系统

• map_reduce原理 （这篇文章讲的很通俗易懂）
• 负载均衡
• CDN

主要列出考察内容的方向，问题的理解就得靠自己实践和阅读书籍了，相关问题的答案在我这篇博客中给出了自己理解的程度，欢迎交流！