后端開發面經系列 -- 阿里C++二面面經

阿里C++二面面經

公眾號：阿Q技術站

來源：https://www.nowcoder.com/feed/main/detail/fc4a48403b534aafa6a6bce14b542c4e?sourceSSR=search

1、智能指針？

  1. std::shared_ptr：

    • 原理：std::shared_ptr是基于引用計數的智能指針，用于管理動態分配的對象。它維護一個引用計數，當計數為零時，釋放對象的內存。

    • 使用場景：適用于多個智能指針需要共享同一塊內存的情況。例如，在多個對象之間共享某個資源或數據。

    • std::shared_ptr<int> sharedInt = std::make_shared<int>(42);
std::shared_ptr<int> anotherSharedInt = sharedInt; // 共享同一塊內存

  2. std::unique_ptr：

    • 原理：std::unique_ptr是獨占式智能指針，意味著它獨占擁有所管理的對象，當其生命周期結束時，對象會被自動銷毀。

    • 使用場景：適用于不需要多個指針共享同一塊內存的情況，即單一所有權。通常用于資源管理，例如動態分配的對象或文件句柄。

    • std::unique_ptr<int> uniqueInt = std::make_unique<int>(42);
// uniqueInt 的所有權是唯一的

  3. std::weak_ptr：

    • 原理：std::weak_ptr是一種弱引用指針，它不增加引用計數。它通常用于協助std::shared_ptr，以避免循環引用問題。

    • 使用場景：適用于協助解決std::shared_ptr的循環引用問題，其中多個shared_ptr互相引用，導致內存泄漏。

    • std::shared_ptr<int> sharedInt = std::make_shared<int>(42);
std::weak_ptr<int> weakInt = sharedInt;

  4. std::auto_ptr（已廢棄）：

    • 原理：std::auto_ptr是C++98標準引入的智能指針，用于獨占地管理對象。但由于其存在潛在的問題，已在C++11中被廢棄。

    • 使用場景：在C++98標準中，可用于獨占性地管理動態分配的對象。不推薦在現代C++中使用。

    • std::auto_ptr<int> autoInt(new int(42)); // 已廢棄

2、棧和堆的區別？

  1. 分配方式:
    • 棧：棧是一種自動分配和釋放內存的數據結構，它遵循"后進先出"（LIFO）原則。當你聲明一個局部變量時，該變量存儲在棧上。函數的參數和局部變量也存儲在棧上。棧的分配和釋放是自動的，由編譯器管理。
    • 堆：堆是一種手動分配和釋放內存的數據結構。在堆上分配內存需要使用new或malloc等函數，釋放內存則需要使用delete或free。堆上的內存不會自動釋放，必須手動管理。
  2. 存儲內容:
    • 棧：棧主要存儲局部變量、函數參數和函數調用的上下文。它的存儲生命周期通常是有限的，當超出其作用域時，內存會自動釋放。
    • 堆：堆主要用于存儲動態分配的對象和數據結構。它的存儲生命周期沒有那么明確，需要手動釋放。
  3. 生命周期:
    • 棧：棧上的變量生命周期與其作用域（通常是一個函數的執行）相對應。一旦超出作用域，棧上的變量將自動銷毀。
    • 堆：堆上的內存生命周期由程序員控制。在程序員顯式釋放內存之前，內存將一直存在。
  4. 分配速度:
    • 棧：由于棧上的內存分配和釋放是自動管理的，通常比堆更快。
    • 堆：堆上的內存分配和釋放需要較多的開銷，通常比較慢。
  5. 大小限制:
    • 棧：棧的大小通常受到限制，因為它由操作系統管理，可以很小，通常在幾MB以內。
    • 堆：堆的大小可以較大，受到系統資源的限制，通常比棧要大得多。
  6. 數據訪問:
    • 棧：棧上的數據訪問速度較快，因為它是線性存儲，訪問局部變量通常只需要一次尋址操作。
    • 堆：堆上的數據訪問速度較慢，因為它是散亂存儲，需要進行額外的尋址操作。

3、c++和c的不同？

  • C是面向過程的語言，而C++是面向對象的語言。
  • C和C++動態管理內存的方法不一樣，C是使用malloc/free函數，而C++除此之外還使用new/delete關鍵字。
  • C++的類是C里沒有的，但是C中的struct是可以在C++中正常使用的，并且C++對struct進行了進一步的擴展，使得struct在C++中可以和class有一樣的作用。而唯一和class不同的地方在于struct成員默認訪問修飾符是public，而class默認的是private。
  • C++支持重載，而C語言不支持。
  • C++有引用，C沒有。
  • C++全部變量的默認鏈接屬性是外鏈接，而C是內鏈接。
  • C 中用const修飾的變量不可以用在定義數組時的大小，但是C++用const修飾的變量可以。

4、用const的目的？

  1. 防止修改變量的值： 將變量聲明為 const 后，編譯器會確保該變量的值在初始化后不能被修改。這有助于在程序中創建更加穩定和可維護的代碼。
const int maxAttempts = 3;
// maxAttempts = 4;  // 錯誤，無法修改常量
  1. 指定函數參數為只讀： 在函數定義中，使用 const 可以指定某個參數是只讀的，防止在函數內部修改參數的值。
void printMessage(const std::string& message) {// message += "!";  // 錯誤，無法修改只讀參數std::cout << message << std::endl;
}
  1. 確保成員函數不修改對象狀態： 在成員函數聲明和定義中使用 const 關鍵字，可以確保該成員函數不會修改調用對象的狀態。這種方法被稱為常量成員函數。
class MyClass {
public:void modifyState();          // 普通成員函數void queryState() const;     // 常量成員函數，不修改對象狀態
};
  1. 指定常量指針或常量引用： 在指針或引用聲明中使用 const 可以指定指針指向的對象是常量，或者引用的對象是常量。
const intptrToConst;  // 指向常量的指針
int constconstPtr;    // 同樣是指向常量的指針
  1. 避免不必要的拷貝： 在函數參數傳遞和返回值中使用 const 可以避免不必要的拷貝，提高性能。

5、指針和數組的區別？

  • 概念

數組：存儲連續多個相同類型的數據；

指針：變量，存的是地址

  • 賦值

同類型的指針變量可以相互賦值，數組不行，只能一個一個元素的賦值或拷貝

  • 存儲方式

數組：連續內存空間。

指針：靈活，可以指向任意類型的數據。指向的是地址空間的內存。

  • sizeof

數組的sizeof求的是占用的空間（字節）。

在32位平臺下，無論指針的類型是什么，sizeof（指針名）都是4；在64位平臺下，無論指針的類型是什么，sizeof（指針名）都是8。

  • 傳參

作為參數時，數組名退化為常量指針。

6、重載和重寫的區別？

重載（Overloading）：

  • 定義：在同一個作用域內，允許存在多個同名的函數，但是這些函數的參數列表必須不同（包括參數的個數、類型、順序等）。
  • 目的：通過相同的函數名來處理不同類型的參數，提高代碼的靈活性。
  • 發生條件：函數名相同，但參數列表不同。
int add(int a, int b) {return a + b;
}double add(double a, double b) {return a + b;
}

重寫（Overriding）：

  • 定義： 在派生類中重新實現（覆蓋）其基類的虛函數。發生在繼承關系中，子類重新定義基類的虛函數，實現子類自己的版本。
  • 目的： 支持多態性，允許基類的指針或引用在運行時指向派生類對象，并調用相應的派生類函數。
  • 發生條件： 子類繼承自父類，子類中的函數與父類中的虛函數具有相同的函數簽名。
class Shape {
public:virtual void draw() const {// 具體的實現}
};class Circle : public Shape {
public:void draw() const override {// Circle 版本的實現，覆蓋了基類的虛函數}
};

總結：

  • 重載是指在同一作用域中定義多個同名函數，通過參數列表的不同來區分；
  • 重寫是指派生類重新實現（覆蓋）其基類的虛函數，以支持多態性。

7、定義指針時要注意的問題？

  1. 初始化：指針在定義時最好立即初始化，可以為其賦予 nullptr（C++11 及以上）或 NULL，或者指向有效的內存地址。未初始化的指針具有不確定的值。
int* ptr = nullptr; // 推薦使用 nullptr 初始化指針
  1. 懸空指針：當指針指向的內存被釋放后，如果不將指針置為 nullptr，該指針就成了懸空指針。使用懸空指針可能導致未定義行為。
int* ptr = new int;
delete ptr;
// ptr 現在是懸空指針
  1. 野指針： 指針指向未知的內存地址，可能是未初始化的指針或者指向已釋放的內存。使用野指針可能導致程序崩潰或不可預測的行為。
int* ptr; // 未初始化的指針
*ptr = 42; // 野指針
  1. 空指針解引用：嘗試解引用空指針會導致未定義行為。在解引用指針之前，應該確保指針不為 nullptr。
int* ptr = nullptr;
// *ptr; // 錯誤，解引用空指針
  1. 指針的生命周期：指針在超出其作用域后不再有效，但如果指針指向的是動態分配的內存，需要手動釋放以防止內存泄漏。
void foo() {int* ptr = new int;// 使用 ptrdelete ptr; // 釋放動態分配的內存
} // ptr 超出作用域，但內存已經釋放
  1. 指向棧上的內存：當指針指向棧上的內存時，應該確保在指針超出作用域之前，該內存仍然有效。
int* func() {int x = 42;return &x; // 錯誤，返回指向棧上的內存地址
} // x 超出作用域，指向的內存已經無效
  1. 空指針與野指針： 空指針（nullptr）表示指針不指向任何有效的內存地址，而野指針是指指針的值是一個不確定的地址。合理使用空指針，并盡量避免野指針。

8、c++內存分配？

  1. 棧區（Stack）：用于存儲局部變量和函數調用的信息。棧是一種后進先出（LIFO）的數據結構。每當進入一個新的函數，系統會為其分配一個棧幀，用于存儲局部變量、參數和函數調用的返回地址等信息。當函數執行完成，對應的棧幀會被銷毀。
  2. 堆區（Heap）：用于動態分配內存。程序員通過new運算符從堆上分配內存，通過delete運算符釋放堆上的內存。堆上的內存分配和釋放需要程序員手動管理，確保在不再使用時及時釋放，以防止內存泄漏。
  3. 全局區/靜態區（Global/Static Area）：用于存儲全局變量和靜態變量。全局變量存儲在全局數據區，靜態變量存儲在靜態數據區。這些變量在程序啟動時被分配，直到程序結束時才會釋放。
  4. 常量區（Constant Area）：用于存儲常量字符串和全局常量。這部分內存是只讀的，程序運行期間不能修改。
  5. 代碼區（Code Area）：用于存儲程序的執行代碼。在程序運行時，代碼區是只讀的。

9、new/delete和malloc/free的聯系及區別？

new 和 delete 是 C++ 中用于動態內存分配和釋放的運算符，而 malloc 和 free 是 C 語言中對應的庫函數。

聯系：

  1. 目的相同： new 和 malloc 都用于在堆上動態分配內存，而 delete 和 free 用于釋放動態分配的內存。
  2. 使用方式： new 和 delete 是 C++ 中的運算符，可以直接使用，而 malloc 和 free 是 C 語言中的庫函數，需要包含頭文件 <cstdlib>。

區別：

  1. 類型安全： new 和 delete 是類型安全的，它們會調用對象的構造函數和析構函數。malloc 和 free 是基于 void*，不會調用構造和析構函數，因此不是類型安全的。
  2. 大小參數： new 和 delete 不需要顯式指定要分配的內存大小，它們會根據類型自動計算。而 malloc 和 free 需要顯式指定分配或釋放的內存大小。
  3. 操作對象： new 和 delete 主要用于操作對象，而 malloc 和 free 可以用于分配任意大小的內存塊。
  4. 對NULL的處理： new 在分配失敗時會拋出 std::bad_alloc 異常，而 malloc 在分配失敗時返回 NULL。
  5. 適用范圍： new 和 delete 是 C++ 中的運算符，而 malloc 和 free 是 C 標準庫中的函數。在 C++ 中，推薦使用 new 和 delete，因為它們更符合面向對象的編程思想。

10、c++是類型安全的語言嗎（面試官提到了動態聯編和靜態聯編）？

C++ 是一種相對而言更加類型安全的編程語言。類型安全是指在編譯時和運行時，程序對數據類型的使用都是合法的，不會發生未定義行為。C++ 在設計上考慮了類型安全，并提供了一些機制來減少類型相關的錯誤。

  1. 靜態聯編（Static Binding）：在編譯階段，編譯器將函數調用與具體的函數實現關聯起來，這被稱為靜態聯編。C++ 是靜態類型語言，因此大部分的聯編工作在編譯時完成。這有助于在編譯期發現一些類型相關的錯誤，提高了類型安全性。
  2. 動態聯編（Dynamic Binding）：在運行時，通過虛函數和多態性實現動態聯編。C++ 支持運行時多態，允許在父類的指針或引用上調用子類的虛函數。這種機制在一定程度上提高了靈活性，但也引入了動態聯編的概念。
  3. 強類型：C++ 是一種強類型的語言，即在編譯時對類型的檢查比較嚴格，不同類型之間的操作需要進行明確的類型轉換。
  4. 靜態類型檢查：C++ 是一種靜態類型檢查語言，這意味著變量的類型在編譯時就已經確定，不會發生隱式的類型轉換錯誤。
  5. 面向對象的封裝：C++ 支持面向對象編程，通過類的封裝特性可以將數據和操作封裝在一起，防止未授權的訪問和修改。
  6. 模板和泛型編程：C++ 提供了模板和泛型編程的支持，允許程序員編寫與類型無關的代碼，提高了代碼的通用性和類型安全性。

11、main函數前會有其他函數語句被執行嗎？ 在標準的 C++ 程序中，main函數是程序的入口點，程序從main函數開始執行。在main函數執行之前，不會有其他普通函數被自動調用。然而，有一些特殊情況可能導致main函數執行前調用其他函數或執行其他代碼。

  1. 全局對象的構造：在 C++ 中，全局變量和靜態變量的構造函數會在main函數執行之前調用。這意味著如果你有全局對象，它們的構造函數將在main函數執行前執行。
#include <iostream>class GlobalObject {
public:GlobalObject() {std::cout << "GlobalObject constructed!" << std::endl;}
};GlobalObject globalVar;  // 全局變量，構造函數會在 main 函數執行前調用int main() {std::cout << "Inside main function!" << std::endl;return 0;
}

例子中，GlobalObject 類的構造函數會在 main 函數執行前被調用。

  1. 特殊初始化函數：在一些特殊的嵌入式系統或特定編譯器中，可能存在一些特殊的初始化函數，這些函數可能在 main 函數之前執行。

12、虛函數實現？

  1. 虛函數表（vtable）：對于每個包含虛函數的類，編譯器會在該類的對象中添加一個指向虛函數表的指針。虛函數表是一個數組，其中存儲了類的虛函數的地址。每個類有一個對應的虛函數表。
  2. 虛函數指針（vptr）：對象中的虛函數指針指向虛函數表。在對象的構造過程中，虛函數指針被設置為指向類的虛函數表。
  3. 動態綁定：當通過基類指針或引用調用虛函數時，實際調用的是對象的實際類型的虛函數。這種調用方式被稱為動態綁定。編譯器通過虛函數指針找到對象的虛函數表，然后在表中查找對應虛函數的地址。

看個例子：

#include <iostream>class Base {
public:virtual void show() {std::cout << "Base::show()" << std::endl;}
};class Derived : public Base {
public:void show() override {std::cout << "Derived::show()" << std::endl;}
};int main() {Base baseObj;Derived derivedObj;Base* basePtr = &baseObj;Base* derivedPtr = &derivedObj;// 調用虛函數，實際執行 Derived::show()basePtr->show();derivedPtr->show();return 0;
}

例子中，Base 類有一個虛函數 show，而 Derived 類覆蓋了這個虛函數。在 main 函數中，通過基類指針調用虛函數，實際執行的是對象的實際類型的虛函數。這就是虛函數實現動態綁定的基本原理。

13、TLS握手？

  1. 客戶端向服務端發起第一次握手請求，告訴服務端客戶端所支持的SSL的指定版本、加密算法及密鑰長度等信息。
  2. 服務端將自己的公鑰發給數字證書認證機構，數字證書認證機構利用自己的私鑰對服務器的公鑰進行數字簽名，并給服務器頒發公鑰證書。
  3. 服務端將證書發給客戶端。
  4. 客服端利用數字認證機構的公鑰，向數字證書認證機構驗證公鑰證書上的數字簽名，確認服務器公開密鑰的真實性。
  5. 客戶端使用服務端的公開密鑰加密自己生成的對稱密鑰，發給服務端。
  6. 服務端收到后利用私鑰解密信息，獲得客戶端發來的對稱密鑰。
  7. 通信雙方可用對稱密鑰來加密解密信息。

14、手撕算法冒泡排序

基本思想是通過重復遍歷要排序的數列，一次比較兩個元素，如果它們的順序錯誤就交換它們，直到沒有需要交換的元素為止。

思路：

  1. 從第一個元素開始，依次比較相鄰的兩個元素。
  2. 如果順序不對，就交換這兩個元素的位置。
  3. 繼續遍歷整個數組，執行相同的操作。
  4. 一輪遍歷結束后，最大的元素就會沉到數組末尾。
  5. 重復上述步驟，但不包括已經排序好的元素，直到整個數組有序。

參考代碼：

#include <iostream>
#include <vector>void bubbleSort(std::vector<int>& arr) {int n = arr.size();for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {// 每一輪遍歷，把最大的元素放到末尾for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j) {// 如果前面的元素比后面的大，交換它們的位置if (arr[j] > arr[j + 1]) {std::swap(arr[j], arr[j + 1]);}}}
}int main() {// 測試數據std::vector<int> arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};// 打印排序前的數組std::cout << "排序前的數組：";for (int num : arr) {std::cout << num << " ";}// 調用冒泡排序函數bubbleSort(arr);// 打印排序后的數組std::cout << "\n排序后的數組：";for (int num : arr) {std::cout << num << " ";}return 0;
}

了解了一些密碼學的相關知識，后面就屬于聊天了。面試官依舊人很好，給予了很積極的反饋，說了一下筆試的問題，給了一些建議。

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評分卡建模整體流程梳理 學習目標 掌握評分卡建模流程使用Toad庫構建評分卡1 加載數據 import pandas as pd from sklearn.metrics import roc_auc_score,roc_curve,auc from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.linear_model import Logis…
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云服務器上Redis數據庫被攻擊實錄+總結

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情景重現 Redis日志記錄&#xff08;異常部分&#xff09;&#xff1a; 36346:M 14 May 2024 15:46:12.505 # Possible SECURITY ATTACK detected. It looks like somebody is sending POST or Host: commands to Redis. This is likely due to an attacker attempting to us…
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【JVM】閱讀Class字節碼：常量池

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目錄 基本結構解析 常量池 常量池簡介 如何閱讀Class文件中的常量池信息 基本結構解析 Magic(魔數) Magic的唯一作用是確定這個文件是否為一個能被虛擬機所接受的class 文件。魔數值固定為0xCAFEBABE&#xff0c;不會改變。 常量池 常量池簡介 下圖是反編譯過后的字節碼文…
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