C++和操作系统面试问题分类

C++和操作系统面试问题分类

inline的使用是有所限制的，inline只适合函数体内代码简单的函数使用，不能包含复杂的结构控制语句例如while switch，并且不能内联函数本身不能是直接递归函数（自己内部还调用自己的函数）

C++多态实现机制：在C++中，对于有virtual的类，其sizeof会比正常情况多处4个字节。既在类的最开始四个字节，放的是VTABLE表的地址（void *类型）。而在VTABLE中，所有虚函数是以指针数组的形式存放。 对于派生的类，即时没有重载基类的虚函数，也会在其VTABLE占用一格。造成空间上的浪费。非虚基类没有VTABLE，VTABLE是在构造的时候编译器生成的。

线程和进程：进程是操作系统资源分配的最小单位，线程是CPU运行的最小单位。linux中，使用的是用户线程（对应核心线程：线程管理由内核实现），而且是1：1形式，既每一个线程，都对应内核中的一个轻量级进程，调度由内核实现，但是线程的管理（比如产生和结束），均有一个管理线程实现。管理线程在第一次调用pthread_create的时候生成。

软件开发流程：

需求分析和项目计划：可行性计划，项目计划，需求分析，测试计划

软件设计说明书：功能设计说明书，实现设计说明书

使用手册

测试报告

项目总结

C++继承机制：

n类成员的访问控制方式

public：类本身、派生类和其它类均可访问；

protected：类本身和派生类均可访问，其它类不能访问；

private（默认）：类本身可访问，派生类和其它类不能访问。

继承成员的访问控制规则

——由父类成员的访问控制方式和继承访问控制方式共同决定

private+public（protectd，private）=>不可访问

pubic（protected）+public=>public（protected）

public（protected）+protected=>protected

public（protected）+private（默认）=>private

C++中的模板和virtual异同？ ==>？

private继承和public继承区别？ ==>？

6. static有什么用途？（请至少说明两种）

1.限制变量的作用域

2.设置变量的存储域

7. 引用与指针有什么区别？

1） 引用必须被初始化，指针不必。

2） 引用初始化以后不能被改变，指针可以改变所指的对象。

3） 不存在指向空值的引用，但是存在指向空值的指针。

8. 描述实时系统的基本特性

在特定时间内完成特定的任务，实时性与可靠性

9. 全局变量和局部变量在内存中是否有区别？如果有，是什么区别？

全局变量储存在静态数据区，局部变量在堆栈

10. 什么是平衡二叉树？

左右子树都是平衡二叉树 且左右子树的深度差值的绝对值不大于1

11. 堆栈溢出一般是由什么原因导致的？

没有回收垃圾资源

12. 什么函数不能声明为虚函数？

constructor ==>C++中的类的构造函数声明

13. 冒泡排序算法的时间复杂度是什么？

O（n^2）

14. 写出float x 与“零值”比较的if语句。

if（x>0.000001&&x<-0.000001）

16. Internet采用哪种网络协议？该协议的主要层次结构？

tcp/ip 应用层/传输层/网络层/数据链路层/物理层

17. Internet物理地址和IP地址转换采用什么协议？

ARP （Address Resolution Protocol）（地址解析协议）

18.IP地址的编码分为哪俩部分？

IP地址由两部分组成，网络号和主机号。不过是要和“子网掩码”按位与上之后才能区分哪些是网络位哪些是主机位。

19.用户输入M，N值，从1至N开始顺序循环数数，每数到M输出该数值，直至全部输出。写出C程序。

循环链表，用取余操作做 ——>？？

20.不能做switch（）的参数类型是：

SWITH（表达式），表达式可以是整型、字符型以及枚举类型等表达式。

switch的参数不能为实型。

浅谈C/C++中Static的作用

1.先来介绍它的第一条也是最重要的一条：隐藏。

　　当我们同时编译多个文件时，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全局可见性。为理解这句话，我举例来说明。我们要同时编译两个源文件和一个Makefile，一个是a.c，另一个是main.c.下面是a.c的内容：#include <stdio.h>

　　char a = ’A’； //global variable

　　void msg（）

　　{ printf（”Hellon”）；}下面是main.c的内容：#include <stdio.h>

　　int main（void）

　　{ extern char a； // extern variable must be declared before use printf（”%c “， a）；（void）msg（）；return 0；}下面是Makefile的内容：CC =gcc

　　SRC ：= $（shell ls *.c）

　　OBJS ：= $（patsubst %.c， %.o， $（SRC））

　　TARGET ：= Main

　　$（TARGET）： $（OBJS）

　　$（CC） $（LIBS） -o $@ $^

　　%.o： %.c $（CC） $（CFLAGS） -c -o $@ $<

　　clean：rm -f $（TARGET） *.o程序的运行结果是：A Hello你可能会问：为什么在a.c中定义的全局变量a和函数msg能在main.c中使用？前面说过，所有未加static前缀的全局变量和函数都具有全 局可见性，其它的源文件也能访问。此例中，a是全局变量，msg是函数，并且都没有加static前缀，因此对于另外的源文件main.c是可见的。

　　如果加了static，就会对其它源文件隐藏。例如在a和msg的定义前加上static，main.c就看不到它们了。利用这一特性可以在不同的 文件中定义同名函数和同名变量，而不必担心命名冲突。Static可以用作函数和变量的前缀，对于函数来讲，static的作用仅限于隐藏，而对于变 量，static还有下面两个作用。

　　2.static的第二个作用是保持变量内容的持久。

　　存储在静态数据区的变量会在程序刚开始运行时就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有两种变量存储在静态存储区：全局变量和static变量，只 不过和全局变量比起来，static可以控制变量的可见范围，说到底static还是用来隐藏的。虽然这种用法不常见，但我还是举一个例子。

　　#include ＜stdio.h＞int fun（void）{ static int count = 10； // 事实上此赋值语句从来没有执行过return count——；} int count = 1；int main（void）

　　{ printf（”globalttlocal staticn”）；for（； count ＜= 10； ++count）

　　printf（”%dtt%dn”， count， fun（））；return 0；}程序的运行结果是：global local static 1 10 2 9 3 8 4 7 5 6 6 5 7 4 8 3 9 2 10 1 3.static的第三个作用是默认初始化为0.其实全局变量也具备这一属性，因为全局变量也存储在静态数据区。

　　在静态数据区，内存中所有的字节默认值都是0x00，某些时候这一特点可以减少程序员的工作量。比如初始化一个稀疏矩阵，我们可以一个一个地把所有 元素都置0，然后把不是0的几个元素赋值。如果定义成静态的，就省去了一开始置0的操作。再比如要把一个字符数组当字符串来用，但又觉得每次在字符数组末 尾加‘’太麻烦。如果把字符串定义成静态的，就省去了这个麻烦，因为那里本来就是‘’。不妨做个小实验验证一下。

　　#include ＜stdio.h＞int a；int main（void）

　　{ int i；static char str［10］；printf（”integer： %d； string： （begin）%s（end）”， a， str）；return 0；}程序的运行结果如下integer： 0； string： （begin）（end）

　　最后对static的三条作用做一句话总结。首先static的最主要功能是隐藏，其次因为static变量存放在静态存储区，所以它具备持久性和默认值0.

C++内存泄漏的发生方式

以发生的方式来分类，内存泄漏可以分为4类：

1. 常发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码会被多次执行到，每次被执行的时候都会导致一块内存泄漏。比如例二，如果Something()函数一直返回True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象总是发生泄漏。

2. 偶发性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只有在某些特定环境或操作过程下才会发生。比如例二，如果Something()函数只有在特定环境下才返回True，那么pOldBmp指向的HBITMAP对象并不总是发生泄漏。常发性和偶发性是相对的。对于特定的环境，偶发性的也许就变成了常发性的。所以测试环境和测试方法对检测内存泄漏至关重要。

3. 一次性内存泄漏。发生内存泄漏的代码只会被执行一次，或者由于算法上的缺陷，导致总会有一块仅且一块内存发生泄漏。比如，在类的构造函数中分配内存，在析构函数中却没有释放该内存，但是因为这个类是一个Singleton，所以内存泄漏只会发生一次。另一个例子：

例三

如果程序在结束的时候没有释放g_lpszFileName指向的字符串，那么，即使多次调用SetFileName()，总会有一块内存，而且仅有一块内存发生泄漏。

4. 隐式内存泄漏。程序在运行过程中不停的分配内存，但是直到结束的时候才释放内存。严格的说这里并没有发生内存泄漏，因为最终程序释放了所有申请的内存。但是对于一个 服务器程序，需要运行几天，几周甚至几个月，不及时释放内存也可能导致最终耗尽系统的所有内存。所以，我们称这类内存泄漏为隐式内存泄漏。举一个例子：

例四

假设在Client从Server端断开后，Server并没有呼叫OnClientDisconnected()函数，那么代表那次连接的Connection对象就不会被及时的删除（在Server程序退出的时候，所有Connection对象会在ConnectionManager的析构函数里被删除）。当不断的有连接建立、断开时隐式内存泄漏就发生了。

从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的是内存泄漏的堆积，这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。

c++内存泄漏检测

检测内存泄漏的方法多种多样，有使用内存泄漏检测工具（比如BoundsChecker）检测内存泄漏；有直接看代码检测代码逻辑，看那些地方是否没有释放内存。一般地静态内存泄漏通过工具与代码检查很容易找到泄漏点；动态的内存泄漏很难查，一般通过在代码中加断点跟踪和Run-Time内存检测工具来查找。

总的来说，要检查内存泄漏分几个步骤：

1、首先写代码时要控制内存的释放，比如new之后要delete，看析构函数是否真的执行（很多人编写释放内存的代码在析构函数中处理的），如果没有真正执行，就需要动态释放对象；前段时间在一个项目中使用了单例模式对象，将构造函数和析构函数设置成保护类型，在运行代码时退出时不执行到析构函数里面（具体也不知道什么原因），最后只有手动删除对象。

2、其次让程序长时间运行，看任务管理器对应程序内存是不是一直向上增加；

3、最后使用常用内存泄漏检测工具来检测内存泄漏点。

文本主要描述一些内存泄漏检测工具功能介绍与简单使用方法。

一、对于VS2005/VS2008编译器自带的内存检测工具/函数。
在 main() 函数开头加上：
#include “crtdbg.h”
_CrtSetDbgFlag(_CRTDBG_ALLOC_MEM_DF|_CRTDBG_LEAK_CHECK_DF);

二、用BoundsChecker之类的工具。

BoundsChecker 是一个Run-Time错误检测工具，它主要定位程序在运行时期发生的各种错误。BoundsChecker能检测的错误包括：

1、指针操作和内存、资源泄露错误，比如：

内存泄露；

资源泄露；

对指针变量的错误操作。

2、内存操作方面的错误，比如：

内存读、写溢出；

使用未初始化的内存。

3、API函数使用错误

三、linux下可以用valgrind检测内存泄露错误。

四、purify工具，这个是专门检测内存的，包括泄露、越界、指针跑飞等都可以检查，在VC上使用方便。

五、用Windbg，试过查句柄泄漏的，比较方便。

六、Visual Leak Detector

Visual Leak Detector是一款用于Visual C++的免费的内存泄露检测工具。相比较其它的内存泄露检测工具，它在检测到内存泄漏的同时，还具有如下特点：

1、 可以得到内存泄漏点的调用堆栈，如果可以的话，还可以得到其所在文件及行号；

2、 可以得到泄露内存的完整数据；

3、 可以设置内存泄露报告的级别；

4、 它是一个已经打包的lib，使用时无须编译它的源代码。而对于使用者自己的代码，也只需要做很小的改动；

5、 他的源代码使用GNU许可发布，并有详尽的文档及注释。对于想深入了解堆内存管理的读者，是一个不错的选择。

C++培训：C/C++中堆和栈的区别

一、预备知识—程序的内存分配
由C/C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分
1、栈区(stack)： 由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
2、堆区(heap)： 一般由程序员分配释放（malloc/free、new/delete）， 若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。
3、全局区(static)： 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，程序结束后由系统释放。
4、文字常量区： 常量字符串就是放在这里的， 程序结束后由系统释放。
5、程序代码区： 存放函数体的二进制代码。
Example:
int a = 0; // 全局初始化区
char *p1; // 全局未初始化区
main()
{
int a; // 栈区
char s［］ = “abc”; // 栈区
char *p2; // 栈区
char *p3 = “123456”; // 123456在常量区，p3在栈上。
static int c =0； // 全局(静态)初始化区
p1 = (char *)malloc(10);
p2 = (char *)malloc(20); // 分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
strcpy(p1, “123456”); // 123456放在常量区，编译器可能会将它与p3所指向的”123456″优化成一个地方。
}
二、堆和栈的理论知识
2.1 申请方式
栈: 由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int a; 系统自动在栈中为a开辟空间
堆: 需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数：如p1 = (char *)malloc(10); 在C++中用new运算符 如p2 = (char *)malloc(10); 但是注意局部变量p1、p2本身是在栈中的，但是他们指向的申请到的内存是在堆区，这点要明确!
2.2 申请后系统的响应
栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时， 会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
2.3 申请大小的限制
栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M(也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数)，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。
2.4 申请效率的比较：
栈：由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
堆：是由malloc/new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。

2.5 堆和栈中的存储内容
栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。
堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

2.6 存取效率的比较
char s1［］ = “aaaaaaaaaaaaaaa”;
char *s2 = “bbbbbbbbbbbbbbbbb”;
aaaaaaaaaaa是在运行时刻赋值的；
而bbbbbbbbbbb是在编译时就确定的；
但是，在以后的存取中，在栈上的数组比指针所指向的字符串(例如堆)快。
比如：
#include
void main()
{
char a = 1;
char c［］ = “1234567890”;
char *p =”1234567890″;
a = c［1］;
a = p［1］;
return;
}
对应的汇编代码
10: a = c［1］;
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr ［ebp-0Fh］
0040106A 88 4D FC mov byte ptr ［ebp-4］,cl
11: a = p［1］;
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr ［ebp-14h］
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr ［edx+1］
00401073 88 45 FC mov byte ptr ［ebp-4］,al
第一种在读取时直接就把字符串中的元素读到寄存器cl中，而第二种则要先把指针值读到edx中，在根据edx读取字符，显然慢了。

三、 小结
堆和栈的区别可以用如下的比喻来看出： 使用栈就象我们去饭馆里吃饭，只管点菜(发出申请)、付钱、和吃(使用)，吃饱了就走，不必理会切菜、洗菜等准备工作和洗碗、刷锅等扫尾工作，他的好处是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己动手做喜欢吃的菜肴，比较麻烦，但是比较符合自己的口味，而且自由度大。
还有就是函数调用时会在栈上有一系列的保留现场及传递参数的操作。栈的空间大小有限定，VC的缺省是2M。栈不够用的情况一般是程序中分配了大量数组和递归函数层次太深。有一点必须知道，当一个函数调用完返回后它会释放该函数中所有的栈空间。栈是由编译器自动管理的，不用你操心。堆是动态分配内存的，并且你可以分配使用很大的内存。但是用不好会产生内存泄漏。并且频繁地malloc和free会产生内存碎片(有点类似磁盘碎片)，因为C分配动态内存时是寻找匹配的内存的。而用栈则不会产生碎片。在栈上存取数据比通过指针在堆上存取数据快些。一般大家说的堆栈和栈是一样的，就是栈(stack)，而说堆时才是堆heap。栈是先入后出的，一般是由高地址向低地址生长。

c++内存分配的五种方法

在C++中，内存分成5个区，他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

　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。

　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。

　自由存储区，就是那些由malloc等分配的内存块，他和堆是十分相似的，不过它是用free来结束自己的生命的。

　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。

　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，而且方法很多，在《const的思考》一文中，我给出了6种方法）

　明确区分堆与栈

　在bbs上，堆与栈的区分问题，似乎是一个永恒的话题，由此可见，初学者对此往往是混淆不清的，所以我决定拿他第一个开刀。

　首先，我们举一个例子：

void f() { int* p=new int［5］; }

　这条短短的一句话就包含了堆与栈，看到new，我们首先就应该想到，我们分配了一块堆内存，那么指针p呢？他分配的是一块栈内存，所以这句话的意思就是：在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小，然后调用operator new分配内存，然后返回这块内存的首地址，放入栈中，他在VC6下的汇编代码如下：

00401028 push 14h
0040102A call operator new (00401060)
0040102F add esp,4
00401032 mov dWord ptr ［ebp-8］,eax
00401035 mov eax,dword ptr ［ebp-8］
00401038 mov dword ptr ［ebp-4］,eax

　　这里，我们为了简单并没有释放内存，那么该怎么去释放呢？是delete p么？澳，错了，应该是delete ［］p，这是为了告诉编译器：我删除的是一个数组，VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。

　　好了，我们回到我们的主题：堆和栈究竟有什么区别？

　　主要的区别由以下几点：

　　1、管理方式不同；

　　2、空间大小不同；

　　3、能否产生碎片不同；

　　4、生长方向不同；

　　5、分配方式不同；

　　6、分配效率不同；

　管理方式：对于栈来讲，是由编译器自动管理，无需我们手工控制；对于堆来说，释放工作由程序员控制，容易产生memory leak。

　空间大小：一般来讲在32位系统下，堆内存可以达到4G的空间，从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲，一般是有一定的空间大小的，例如，在VC6下面，默认的栈空间大小是1M（好像是，记不清楚了）。当然，我们可以修改：

　　打开工程，依次操作菜单如下：Project->Setting->Link，在Category 中选中Output，然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。

　　注意：reserve最小值为4Byte；commit是保留在虚拟内存的页文件里面，它设置的较大会使栈开辟较大的值，可能增加内存的开销和启动时间。

　　碎片问题：对于堆来讲，频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续，从而造成大量的碎片，使程序效率降低。对于栈来讲，则不会存在这个问题，因为栈是先进后出的队列，他们是如此的一一对应，以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出，在他弹出之前，在他上面的后进的栈内容已经被弹出，详细的可以参考数据结构，这里我们就不再一一讨论了。

　　生长方向：对于堆来讲，生长方向是向上的，也就是向着内存地址增加的方向；对于栈来讲，它的生长方向是向下的，是向着内存地址减小的方向增长。

　　分配方式：堆都是动态分配的，没有静态分配的堆。栈有2种分配方式：静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的，比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配，但是栈的动态分配和堆是不同的，他的动态分配是由编译器进行释放，无需我们手工实现。

　　分配效率：栈是机器系统提供的数据结构，计算机会在底层对栈提供支持：分配专门的寄存器存放栈的地址，压栈出栈都有专门的指令执行，这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的，它的机制是很复杂的，例如为了分配一块内存，库函数会按照一定的算法（具体的算法可以参考数据结构/操作系统）在堆内存中搜索可用的足够大小的空间，如果没有足够大小的空间（可能是由于内存碎片太多），就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间，这样就有机会分到足够大小的内存，然后进行返回。显然，堆的效率比栈要低得多。

　　从这里我们可以看到，堆和栈相比，由于大量new/delete的使用，容易造成大量的内存碎片；由于没有专门的系统支持，效率很低；由于可能引发用户态和核心态的切换，内存的申请，代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的，就算是函数的调用也利用栈去完成，函数调用过程中的参数，返回地址，EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以，我们推荐大家尽量用栈，而不是用堆。

　　虽然栈有如此众多的好处，但是由于和堆相比不是那么灵活，有时候分配大量的内存空间，还是用堆好一些。

　　无论是堆还是栈，都要防止越界现象的发生（除非你是故意使其越界），因为越界的结果要么是程序崩溃，要么是摧毁程序的堆、栈结构，产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中，没有发生上面的问题，你还是要小心，说不定什么时候就崩掉，那时候debug可是相当困难的：）