C++面試干貨---帶你梳理常考的面試題（一）

顧得泉：個人主頁

個人專欄：《Linux操作系統》?《C++從入門到精通》??《LeedCode刷題》

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1.C和C++的區別

???????1.語法和特性：C是一種過程式編程語言，而C++是一種面向對象編程語言。C++在C的基礎上增加了許多新的語法和特性，如類、對象、繼承、多態等，使得代碼更加模塊化和可重用。

???????2.擴展性：C++可以使用C的代碼，因為C++是C的超集，但C不能使用C++的代碼。C++還提供了許多新的庫和功能，使得開發更加方便和高效。

???????3.內存管理：C++引入了自動內存管理的概念，通過構造函數和析構函數來管理對象的生命周期。而C需要手動管理內存，使用malloc和free等函數進行內存分配和釋放。

???????4.異常處理：C++支持異常處理機制，可以捕獲和處理程序運行過程中的異常情況。而C沒有內置的異常處理機制，需要通過返回錯誤碼或者使用全局變量來處理異常情況。

???????5.標準庫：C++標準庫提供了豐富的功能和數據結構，如容器、算法、字符串處理等。而C的標準庫相對較小，主要包含了一些基本的輸入輸出函數和數學函數。

2.指針和引用的區別

???????1.定義方式：指針是一個變量，存儲的是另一個變量的內存地址，通過使用"*“來聲明和操作指針。引用是一個別名，它直接綁定到另一個變量，通過使用”&"來聲明和操作引用。

???????2.空值：指針可以為空，即指向空地址或者未初始化的指針。而引用必須在定義時初始化，并且不能為空。

???????3.內存操作：指針可以通過解引用操作符"*"來訪問所指向的內存地址中的值。而引用則直接訪問所綁定變量的值，無需解引用。

???????4.重新賦值：指針可以被重新賦值，可以指向不同的內存地址。而引用一旦綁定到一個變量，就不能再綁定到其他變量。

???????5.空間占用：指針需要占用額外的內存空間來存儲地址信息。而引用不需要額外的內存空間，它只是原變量的別名。

???????5.函數參數傳遞：指針可以作為函數參數傳遞，通過傳遞地址來實現對實參的修改。而引用也可以作為函數參數傳遞，通過引用傳遞來實現對實參的修改。

3.malloc和new的區別

共同點

? ? ? ?都是從堆上申請空間，并且需要用戶手動釋放

不同點

? ? ? ?1.malloc是函數，new是操作符

? ? ? ?2.malloc申請的空間不會初始化，new可以初始化

? ? ? ?3.malloc申請空間時，需要手動計算空間大小并傳遞，new只需在其后跟上空間的類型即可，如果是多個對象，[]中指定對象個數即可

? ? ? ?4.malloc的返回值為void*, 在使用時必須強轉，new不需要，因為new后跟的是空間的類型

? ? ? ?5.malloc申請空間失敗時，返回的是NULL，因此使用時必須判空，new不需要，但是new需要捕獲異常

? ? ? ?6.申請自定義類型對象時，malloc/free只會開辟空間，不會調用構造函數與析構函數，而new在申請空間后會調用構造函數完成對象的初始化，delete在釋放空間前會調用析構函數完成空間中資源的清理

4.delete 和 delete[] 的區別

???????1.delete用于釋放通過new運算分配的單個對象的內存，而delete[]用于釋放通過new[]運算符分配的數組對象的內存。

???????2.delete只能釋放通過new運算符分配的單個對象的內存，而不能釋放通過new[]運算符分配的數組對象的內存。同樣，delete[]只能釋放通過new[]運算符分配的數組對象的內存，而不能釋放通過new運算符分配的單個對象的內存。

???????3.delete會調用被刪除對象的析構函數，以確保對象被正確地清理和銷毀。而delete[]會調用數組中每個元素的析構函數，然后再釋放整個數組的內存。

???????4.如果使用delete來釋放通過new[]分配的數組對象的內存，會導致未定義行為。同樣，如果使用delete[]來釋放通過new分配的單個對象的內存，也會導致未定義行為。

5.八大排序的時間復雜度

冒泡排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n)，當輸入數據已經有序時。

????????最壞情況時間復雜度：O(n^2)，當輸入數據逆序時。

????????平均情況時間復雜度：O(n^2)。

選擇排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n^2)。

????????最壞情況時間復雜度：O(n^2)。

????????平均情況時間復雜度：O(n^2)。

插入排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n)，當輸入數據已經有序時。

????????最壞情況時間復雜度：O(n^2)，當輸入數據逆序時。

????????平均情況時間復雜度：O(n^2)。

希爾排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n log n)。

????????最壞情況時間復雜度：取決于步長序列的選擇，最壞情況下為O(n^2)。

????????平均情況時間復雜度：取決于步長序列的選擇，一般為O(n log n)。

歸并排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n log n)。

????????最壞情況時間復雜度：O(n log n)。

????????平均情況時間復雜度：O(n log n)。

快速排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n log n)，當每次劃分都能均勻地將數組分成兩部分時。

????????最壞情況時間復雜度：O(n^2)，當輸入數據已經有序時。

????????平均情況時間復雜度：O(n log n)。

堆排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n log n)。

????????最壞情況時間復雜度：O(n log n)。

????????平均情況時間復雜度：O(n log n)。

計數排序：

????????最好情況時間復雜度：O(n + k)，其中k是輸入數據的范圍。

????????最壞情況時間復雜度：O(n + k)。

????????平均情況時間復雜度：O(n + k)。

6.const用法

???????1.聲明常量：可以使用const關鍵字聲明一個常量，一旦被聲明為常量，其值就不能再被修改。

例如：

const int MAX_VALUE = 100;

???????在這個例子中，MAX_VALUE被聲明為一個常量，其值為100，不能再被修改。

???????2.修飾函數參數：const可以用來修飾函數的參數，表示該參數在函數內部不會被修改。這樣做可以增加代碼的可讀性，并且可以防止意外修改參數的值。

???????例如：

void print(const int num);

????????在這個例子中，print函數的參數num被聲明為const，表示在函數內部不會修改num的值。

???????3.修飾成員函數：const可以用來修飾類的成員函數，表示該成員函數不會修改類的成員變量。這樣做可以使得對象在調用該成員函數時不會被修改。

???????例如：

 class MyClass 
{ int num; 
public: int getNum() const; 
};

???????在這個例子中，getNum函數被聲明為const，表示該函數不會修改類的成員變量num。

???????4.修飾指針：const可以用來修飾指針，表示指針所指向的值不能被修改。

有兩種情況：

????????const修飾指針本身：表示指針本身的值不能被修改。例如：const int* p;

????????const修飾指針所指向的值：表示指針所指向的值不能被修改。例如：int* const p;

7.什么是野指針

???????野指針是指指向無效內存地址的指針。一個指針被賦值為一個未初始化的變量、已經釋放的內存地址或者超出作用域的局部變量的地址時，就會產生野指針。野指針的存在可能導致程序崩潰、數據損壞或者安全漏洞。

野指針通常出現在以下情況下：

???????1.指針未初始化：在定義指針變量后，沒有為其分配有效的內存空間。

???????2.指針指向已釋放的內存：在釋放了某個內存塊后，仍然保留了指向該內存塊的指針。

???????3.指針超出作用域：在函數或代碼塊結束后，指針仍然存在并被使用。

為了避免野指針的問題，我們可以采取以下幾種措施：

???????1.初始化指針：在定義指針變量時，將其初始化為nullptr或者有效的內存地址。

???????2.及時釋放內存：在使用完動態分配的內存后，及時使用delete或者free函數釋放內存，并將指針置為nullptr。

???????3.避免指針超出作用域：確保指針的生命周期與其所指向的對象的生命周期相匹配。

8.sizeof 和 strlen 的區別

???????sizeof是一個運算符，用于計算數據類型或變量所占用的字節數。它可以用于任何數據類型，包括基本數據類型（如int、float等）和自定義數據類型（如結構體、數組等）。sizeof返回的是一個無符號整數值，表示所占用的字節數。

???????strlen是一個函數，用于計算字符串的長度，即字符串中字符的個數（不包括字符串末尾的空字符’\0’）。它只能用于字符串類型（即以’\0’結尾的字符數組），不能用于其他數據類型。

區別：

???????參數類型：sizeof可以接受任何數據類型或變量作為參數，而strlen只能接受字符串類型的參數。

???????返回值類型：sizeof返回的是一個無符號整數值，表示所占用的字節數；strlen返回的是一個整數值，表示字符串中字符的個數。

???????計算方式：sizeof在編譯時進行計算，而strlen在運行時遍歷字符串來計算長度。

???????適用范圍：sizeof適用于計算任何數據類型或變量的大小；strlen適用于計算以’\0’結尾的字符串的長度。

9.什么叫做結構體對齊

???????結構體對齊是指在內存中如何排列結構體的成員變量，以便于提高訪問效率和節省內存空間。在結構體中，成員變量的排列順序和對齊方式是由編譯器決定的。

???????結構體對齊的原則是，結構體的起始地址必須是其最寬基本類型成員大小的整數倍。這樣可以保證結構體的每個成員變量都能夠被正確地訪問到，而不會出現對齊錯誤導致的訪問異常或性能下降。

對于結構體的對齊方式，一般有兩種常見的方式：

???????1.默認對齊方式：按照成員變量的定義順序依次排列，每個成員變量按照其自身大小進行對齊。

???????2.指定對齊方式：可以使用編譯器提供的特定語法來指定結構體的對齊方式，例如使用#pragma pack(n)來指定對齊字節數。

???????需要注意的是，結構體對齊可能會導致內存空間的浪費。因為為了滿足對齊要求，編譯器可能會在結構體成員之間插入一些填充字節，以保證對齊。為了減少內存浪費，可以通過調整結構體成員的順序或者使用特定的對齊方式來優化結構體對齊。

10.strcpy和memcpy的區別

功能不同：

???????strcpy函數用于將一個字符串（以’\0’結尾）從源地址復制到目標地址，包括字符串的結束符。

???????memcpy函數用于將一段內存塊從源地址復制到目標地址，不關心內存塊的內容是否是字符串。

參數不同：

???????strcpy函數接受兩個參數，分別是目標地址和源地址的指針。

???????memcpy函數接受三個參數，分別是目標地址、源地址和要復制的字節數。

安全性不同：

???????strcpy函數在復制字符串時不會檢查目標地址的空間是否足夠，容易導致緩沖區溢出的安全問題。

???????memcpy函數需要指定要復制的字節數，可以確保不會發生緩沖區溢出。

返回值不同：

???????strcpy函數返回目標地址的指針，即復制后的字符串的起始地址。

???????memcpy函數沒有返回值。

適用場景不同：

???????strcpy函數適用于字符串的復制操作，常用于處理以’\0’結尾的字符串。

???????memcpy函數適用于任意內存塊的復制操作，可以復制任意類型的數據。

?結語：關于本次常見面試題的梳理到這里就結束了，希望本篇文章的分享會對大家的面試帶來些許幫助，如果大家有什么問題，歡迎大家在評論區留言，最后祝愿每位伙伴都能找到心意的工作。