C++ 核心面试题汇总：语法、内存与标准库详解

• 指针数组：元素为指针的数组，如 int *ptrArray[5];，常用于动态管理一组指针。
• 数组指针：指向数组的指针，如 int (*arrPtr)[5];，常用于处理多维数组或整体传递。

指针与引用的区别

1. 引用不能为空，指针可以。
2. 引用无需解引用，指针需要。
3. 引用必须初始化，指针可后续赋值。

函数指针与指针函数

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

// 函数指针示例
typedef void (*FuncPtr)(int);
void myFunction(int x) {}
int main() {
    FuncPtr ptr = &myFunction;
    ptr(10); // 等价于 myFunction(10)
    return 0;
}

常量指针与指针常量

• 常量指针 (int* const)：指针本身是常量，指向的地址不可变，但指向的内容可变。
• 指针常量 (const int*)：指向的对象是常量，内容不可变，但指针指向可变。 记忆口诀：const 修饰右边最近的值为常量。

智能指针原理

智能指针基于 RAII 机制，利用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，需配合 lock() 获取 shared_ptr 使用。

类型强制转换

C++ 提供四种显式转换：

1. static_cast：静态转换。
2. const_cast：移除常量属性。
3. dynamic_cast：运行时多态检查。
4. reinterpret_cast：重新解释位模式。

参数传递方式

• 值传递：复制副本，不影响原值。
• 引用传递：别名，影响原值。
• 指针传递：地址，通过解引用影响原值。

常用关键字

• static：控制链接属性和生命周期。
• const：声明不可修改。
• sizeof：计算类型大小。
• final/override：C++11 引入，控制继承与重写。
• virtual：声明虚函数支持多态。
• explicit：防止隐式转换。
• inline：建议内联优化。
• extern "C"：解决 C/C++ 混编问题。

class 与 struct 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 主要是为了兼容性和特定语义表达。

二、标准库 (STL)

STL 提供通用模板类和算法，包含容器、算法、迭代器、函数对象和适配器。

容器对比

• vector vs 数组：vector 动态扩容，功能丰富；数组大小固定，性能略优但灵活性差。
• list vs vector：list 为双向链表，适合中间频繁插入删除；vector 为动态数组，支持随机访问。
• set/multiset：底层红黑树，set 去重，multiset 允许重复。
• map vs unordered_map：map 有序（红黑树），unordered_map 无序（哈希表），查找效率前者 O(log n)，后者平均 O(1)。

三、内存管理

RAII (资源获取即初始化)

核心思想是将资源生命周期绑定到对象生命周期。构造函数获取资源，析构函数释放资源。这能确保异常安全并简化代码。

new/malloc 与 delete/free

• new 分配内存并调用构造函数，返回 typed pointer；malloc 仅分配内存，返回 void*。
• delete 调用析构函数；free 不调用。
• 注意匹配使用：new 配 delete，malloc 配 free。

内存分布

主要包括栈（局部变量）、堆（动态分配）、静态存储区（全局/静态变量）和常量区（字符串常量）。

堆与栈区别

栈由系统自动管理，速度快但空间小；堆手动管理，空间大但速度慢且易泄漏。

内存对齐

数据结构地址按边界对齐可提高访问效率，部分硬件架构甚至要求对齐以避免异常。

内存泄漏与预防

未释放的动态内存导致泄漏。预防方法包括使用 RAII、智能指针、内存分析工具（Valgrind）及良好的编码习惯（每处 new 必有 delete）。

深拷贝与浅拷贝

• 浅拷贝：只复制指针值，共享资源，修改一处影响另一处。
• 深拷贝：复制完整资源，对象独立。

四、类相关

三大特性

• 封装：隐藏实现细节。
• 继承：复用父类代码。
• 多态：同一接口不同行为。

多态实现

依赖虚函数和动态绑定。基类指针调用虚函数时，实际执行派生类版本，通过虚函数表（vtable）和虚指针（vptr）实现。

虚函数与纯虚函数

• 虚函数：基类中声明 virtual，允许重写。
• 纯虚函数：= 0，使类成为抽象类，必须被实现才能实例化。

构造与析构

• 构造函数：初始化对象，可重载，不可虚。
• 析构函数：清理资源，不可重载，基类析构函数应设为虚函数以防资源泄漏。

this 指针

指向当前对象，用于区分成员变量与参数，或实现链式调用。

五、其他必备技能

Git 与 SVN

Git 是分布式版本控制，适合多人协作；SVN 是集中式，适合文档管理。常用 Git 命令包括 clone, add, commit, push, pull 等。

Linux 常用命令

开发环境必备技能，如 ls, cd, grep, ps, top, chmod 等，用于文件操作、进程监控及权限管理。