C++ 面试核心知识点总结：语法、内存与 STL

int num = 10;
int &ref = num; // ref 是 num 的别名

区别：引用不能为空，无需解引用；指针可以为空，需要解引用；引用必须初始化，指针可以后续赋值。

指针数组与数组指针

• 指针数组：元素为指针的数组，如 int *ptrArray[5];。
• 数组指针：指向数组的指针，如 int (*arrPtr)[5];。

函数指针与指针函数

• 函数指针：指向函数的指针变量，用于动态调用函数。
• 指针函数：返回类型为函数指针的函数。

常量指针与指针常量

• 常量指针 (int* const ptr)：指针本身是常量，指向不可变，但指向的对象值可变。
• 指针常量 (const int* ptr)：指向的对象是常量，指针指向可变，但对象值不可变。

智能指针的本质

智能指针利用 RAII 机制管理动态内存，通过析构函数自动释放资源。常见类型包括 std::shared_ptr（共享所有权）、std::unique_ptr（独占所有权）和 std::weak_ptr（解决循环引用）。weak_ptr 不增加引用计数，依赖 shared_ptr 管理资源。

类型强制转换

主要有四种：static_cast、const_cast、dynamic_cast、reinterpret_cast。

函数参数传递

• 值传递：复制实参，不影响原始值。
• 引用传递：别名，影响原始值。
• 指针传递：传递地址，通过解引用影响原始值。

进程与线程通信

• 进程间：管道、消息队列、共享内存、信号量、套接字等。
• 线程间：共享内存、互斥锁、条件变量等。
• 线程共享资源处理：需注意数据一致性，常用互斥锁避免竞争。

常用关键字

• static：控制变量生命周期或函数作用域。
• const：声明常量或成员函数不修改对象状态。
• sizeof：计算类型或变量字节大小。
• final/override：C++11 引入，控制继承和重写行为。
• virtual：声明虚函数支持多态。
• volatile：防止编译器优化易变变量。
• explicit：禁止隐式类型转换。
• inline：建议编译器内联展开函数。

class 和 struct 的区别

主要区别在于默认访问权限：class 默认为 private，struct 默认为 public。保留 struct 主要是为了向后兼容和语法灵活性。

二、标准库

什么是 STL？

STL（Standard Template Library）提供通用模板类和函数，包括容器、算法、迭代器、函数对象和适配器。

数组和 vector 的区别

• 大小：数组固定，vector 动态可变。
• 内存：数组可在栈或堆，vector 通常在堆上动态分配。
• 功能：vector 支持动态扩展和内置操作。

list 和 vector 的区别

• 存储：list 是双向链表，vector 是动态数组。
• 访问：vector 支持随机访问，list 不支持。
• 插入删除：list 在中间插入删除效率高，vector 适合末尾操作。

set 与 map

• set：底层通常为红黑树，元素唯一且有序，操作复杂度 O(log n)。
• map：键值对映射，同样基于红黑树。
• unordered_map：基于哈希表，平均 O(1) 查找，无序。

三、内存

RAII 是什么？

资源获取即初始化（Resource Acquisition Is Initialization），将资源的生命周期绑定到对象上，构造函数获取资源，析构函数释放资源。

new 和 malloc 的区别

• new：C++ 操作符，分配内存并调用构造函数，返回具体类型指针。
• malloc：C 库函数，仅分配内存，返回 void*，不调用构造函数。
• delete/free：对应释放，delete 调用析构函数，free 不会。

内存框架分布

• 栈：局部变量、函数调用信息。
• 堆：动态分配内存。
• 静态存储区：全局变量、静态变量。
• 常量区：字符串常量等。

堆和栈的区别

栈自动管理，速度快但空间小；堆手动管理，速度慢但空间大。

内存对齐

将数据地址按特定边界排列，提高访问效率并防止硬件异常。

内存泄漏与防止

未释放动态分配的内存导致资源浪费。防止方法包括使用 RAII、智能指针、内存分析工具及良好的编码习惯。

深拷贝和浅拷贝

• 浅拷贝：只复制指针值，共享资源。
• 深拷贝：创建资源的完整副本，独立管理。

四、类相关

C++ 三大特性

• 封装：隐藏实现细节。
• 继承：复用父类属性和行为。
• 多态：同一接口不同实现。

多态的实现

依赖虚函数和动态绑定，通过虚函数表（vtable）和虚指针（vptr）在运行时决定调用哪个函数。

虚函数与纯虚函数

• 虚函数：基类中声明为 virtual，允许派生类重写。
• 纯虚函数：= 0 声明，使基类成为抽象类，必须被实现。

构造函数与析构函数

• 构造函数：初始化对象，无返回值，可重载。
• 析构函数：清理资源，无返回值，不可重载，可声明为虚函数以确保正确销毁。

this 指针

指向当前对象的指针，用于区分成员变量和参数，支持链式调用。

五、其他必备

Git 常用命令

• git clone：克隆仓库。
• git add / commit：暂存与提交。
• git status / diff：查看状态与差异。
• git pull / push：拉取与推送。

Git 与 SVN 的区别

Git 是分布式版本控制系统，SVN 是集中式。Git 更适合代码协作，SVN 常用于文档管理。

Linux 常用命令

• ls, cd, pwd：目录操作。
• cp, mv, rm：文件操作。
• chmod, chown：权限管理。
• ps, top, kill：进程管理。
• netstat, ping：网络诊断。