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客户端面经

news 2025/6/22 9:46:35

1.如何用C去实现C++类似面向对象的性质

#include <stdio.h>// =========================
// 模拟 C++ 中的封装特性
// =========================
typedef struct Person
{char* name;int age;// 虚函数指针：用于实现多态void (*speak)(struct Person* base);
} Person;// 构造函数（初始化函数）
// 实现封装：封装对象初始化逻辑
void InitPerson(Person* base, char* name, int age)
{base->name = name;base->age = age;
}// =========================
// 模拟 C++ 中的继承和多态特性（Student 继承 Person）
// =========================
typedef struct Student
{Person base;  // 模拟继承int grade;
} Student;// 子类重写父类的虚函数，实现多态
void studentSpeak(Person* base)
{printf("student can speak");
}// 子类构造函数，初始化父类和子类成员
void InitStudent(Student* stu, char* name, int age, int grade)
{InitPerson(&stu->base, name, age);       // 初始化父类成员stu->grade = grade;stu->base.speak = studentSpeak;          // 多态：赋予子类版本的 speak
}// 子类的专属成员函数
void study(Student* stu)
{printf("member student can study");
}// =========================
// Teacher 类，继承 Person
// =========================
typedef struct Teacher
{Person base;  // 模拟继承int teachyear;
} Teacher;// Teacher 实现自己的 speak 版本，实现多态
void teacherSpeak(Person* base)
{printf("teacher can speak");
}// Teacher 构造函数
void InitTeacher(Teacher* teacher, char* name, int age, int teachyear)
{InitPerson(&teacher->base, name, age);        // 初始化父类成员teacher->teachyear = teachyear;teacher->base.speak = teacherSpeak;           // 多态：赋予子类版本的 speak
}// Teacher 的成员函数
void teach(Teacher* teacher)
{printf("member teacher can teach");
}// =========================
// 主函数：模拟 C++ 面向对象编程调用方式
// =========================
int main()
{// 创建并初始化一个 Student 对象Student stu;InitStudent(&stu, "Tom", 18, 100);// 创建并初始化一个 Teacher 对象Teacher tch;InitTeacher(&tch, "Alice", 35, 10);// 模拟多态：通过父类指针调用子类的 speak 函数Person* p1 = (Person*)&stu;Person* p2 = (Person*)&tch;// 多态调用：输出子类自己的 speak 实现p1->speak(p1);  // 输出：student can speakprintf("\n");p2->speak(p2);  // 输出：teacher can speakprintf("\n");// 调用各自的子类专属成员函数（非多态）study(&stu);    // 输出：member student can studyprintf("\n");teach(&tch);    // 输出：member teacher can teachprintf("\n");return 0;
}

C++中面向对象的性质有，封装、继承和多态。

封装

C中的struct结构体，属性（成员变量）和方法（成员函数）

成员变量：直接在结构体内部定义即可

成员函数：C中的struct结构体内部不可以定义函数

所以我们采用全局函数 + 结构体指针参数 实现类似于成员函数的功能

继承

使用类似组合的方式【通过嵌套结构体】

多态

多态的调用，离不开虚表

在C中我们可以用函数指针来模拟虚表，在不同子类的构造函数中，对基类的函数指针进行赋值。从而实现多态的调用。

2.说一下智能指针的整体设计原理

RAII（Resource Acquisition Is Initialization）资源获取即初始化

【资源的获取和释放】 <–绑定–>【对象的生命周期】

对象创建，自动调用构造函数，获取资源

对象析构，自动调用析构函数，释放资源

引用计数

shared_ptr通过引用技术来决定何时释放资源

*和->

运算符，让他行为像指针一样

自定义删除器

允许通过函数或者函数对象自定义释放方式

3.make_shared和直接去创建一个shared_ptr有什么区别

减少一次内存分配

不会造成内存泄漏

通过new创建shared_ptr对象，会进行二次内存的分配，第一次是new 资源对象，第二次是new 控制块（引用计数、资源的地址信息）

但是使用make_shared创建shared_ptr对象，只进行一次内存分配，一次性将资源和控制块的内存都申请完成，并且是连续的。

使用make_shared创建shared_ptr对象，优点如下：

1.可以减少一次内存分配

2.可以增加缓存的命中效率，因为资源和控制块所在内存是连续的

3.更加安全，new和shared_ptr是原子操作。

这个怎么去理解呐

比如你先new资源的时候，内存分配成功了。

但是你再new控制块的时候，申请内存失败了，抛出了一个异常。此时资源的对象就没人管理了，就会造成内存的泄漏

而我们的make_shared，一次内存分配就可以申请好资源和控制块，是一个原子性操作，要么全部成功，要么全部失败。

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

4.shared_ptr、weak_ptr、unique_ptr是线程安全的吗

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

5.如果用UDP去实现一个可靠的传输你会怎么做

TCP：面向连接、超时重传、流量控制、拥塞控制

序列号机制

应答机制

滑动窗口

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

6.现在要完成一个功能，要把客户端里面的一张照片发送给服务器，让后台服务器去存储这张照片，如何实现这整个过程，你会去如何设计呐？

7.比如数据结构或者说是传输的协议，你会如何选择？

8.讲一下你的实习中都干了什么？

9.实习中你都学到了吗什么，或者说你觉得你有没有一些你特别受启发的东西？

10.就是说因为它是办公软件里面，其实也有很多 AI 的一些应用嘛。那你自己在做的时候有没有去，就是对比他们在 AI 上面的一些应用，跟你自己用 Cursor的一些应用，有没有一些可以借鉴的地方

客户端照片上传到服务器的功能设计方案

作为C++客户端开发工程师，实现照片从客户端上传到服务器存储的功能需要考虑多个方面。以下是我对整个过程的设计和实现思路：

一、整体架构设计

  1. 三层架构：
    • 客户端层（C++客户端）
    • 传输层（网络协议）
    • 服务器层（后台存储服务）
  2. 数据流向：
    • 客户端读取本地照片 → 压缩/处理 → 加密 → 分片 → 发送到服务器 → 服务器接收 → 校验 → 合并 → 解密 → 存储

二、客户端实现（C++）

  1. 照片读取处理：

    class PhotoProcessor {
public:// 读取照片文件bool ReadPhotoFile(const std::string& filePath);// 处理照片（可选：压缩、调整大小、格式转换等）bool ProcessPhoto(ImageFormat targetFormat, int quality);// 获取处理后的数据const std::vector<uint8_t>& GetProcessedData() const;private:std::vector<uint8_t> m_originalData;std::vector<uint8_t> m_processedData;ImageInfo m_imageInfo;  // 宽、高、格式等信息
};

  2. 上传管理器：

    class UploadManager {
public:// 设置上传参数void SetUploadParams(const UploadParams& params);// 开始上传，支持异步void StartUpload(const std::vector<uint8_t>& data, const UploadCallback& callback);// 取消上传void CancelUpload();// 获取上传进度float GetUploadProgress() const;private:// 分片处理std::vector<DataSlice> SliceData(const std::vector<uint8_t>& data);// 加密数据std::vector<uint8_t> EncryptData(const std::vector<uint8_t>& data);// 处理上传结果void HandleUploadResponse(const Response& response);UploadParams m_params;std::atomic<float> m_progress;std::atomic<bool> m_isCanceled;
};

  3. 网络传输层：

    class NetworkTransport {
public:// 初始化网络，设置连接参数bool Initialize(const ConnectionParams& params);// 发送HTTP请求Response SendRequest(RequestType type, const std::string& url, const std::vector<uint8_t>& data,const HeaderMap& headers);// 异步发送请求void SendRequestAsync(RequestType type, const std::string& url,const std::vector<uint8_t>& data,const HeaderMap& headers,const ResponseCallback& callback);// 支持断点续传void ResumeSendRequest(const std::string& uploadId, size_t startPos,const std::vector<uint8_t>& data);
};

三、数据结构设计

  1. 照片元数据：

    struct PhotoMetadata {std::string fileName;       // 文件名std::string fileExt;        // 扩展名uint64_t fileSize;          // 文件大小uint32_t width;             // 图片宽度uint32_t height;            // 图片高度std::string mimeType;       // MIME类型std::string md5Hash;        // MD5校验和uint64_t timestamp;         // 时间戳std::map<std::string, std::string> customTags;  // 自定义标签
};

  2. 上传请求结构：

    struct UploadRequest {PhotoMetadata metadata;              // 照片元数据uint32_t totalSlices;                // 总分片数uint32_t currentSliceIndex;          // 当前分片索引std::vector<uint8_t> sliceData;      // 分片数据std::string uploadId;                // 上传ID（用于断点续传）uint64_t userId;                     // 用户IDstd::string sessionToken;            // 会话令牌
};

  3. 上传响应结构：

    struct UploadResponse {bool success;                   // 上传是否成功std::string uploadId;           // 上传IDuint32_t receivedSlices;        // 已接收分片数std::string fileUri;            // 存储后的文件URIstd::string errorMessage;       // 错误信息int errorCode;                  // 错误代码
};

四、传输协议选择

  1. HTTP/HTTPS协议：
    • RESTful API设计，使用POST方法上传照片
    • 使用HTTPS确保传输安全
    • 可以使用libcurl库实现HTTP客户端功能
  2. WebSocket：
    • 适用于需要实时反馈的场景
    • 建立长连接，减少握手开销
    • 客户端可使用libwebsockets库实现
  3. 自定义TCP/UDP协议：
    • 适合对性能要求极高的场景
    • UDP用于大文件快速传输，配合可靠性机制
    • 可使用Boost.Asio或原生socket实现

五、实现细节

  1. 分片上传策略：

    • 大文件分片上传，每片建议1-4MB
    • 支持并行上传多个分片
    • 实现断点续传机制
    // 分片上传示例
void UploadManager::UploadInSlices() {auto slices = SliceData(m_photoData);std::atomic<int> completedSlices = 0;for (size_t i = 0; i < slices.size(); ++i) {auto& slice = slices[i];// 创建上传请求UploadRequest request;request.metadata = m_metadata;request.totalSlices = slices.size();request.currentSliceIndex = i;request.sliceData = slice;request.uploadId = m_uploadId;// 异步上传分片m_transport.SendRequestAsync(RequestType::POST,m_uploadUrl,SerializeRequest(request),m_headers,[this, &completedSlices, totalSlices = slices.size()](const Response& response) {auto resp = ParseResponse(response);if (resp.success) {++completedSlices;m_progress = static_cast<float>(completedSlices) / totalSlices;if (completedSlices == totalSlices) {// 通知上传完成NotifyUploadComplete(resp.fileUri);}} else {// 处理错误HandleUploadError(resp.errorCode, resp.errorMessage);}});}
}

  2. 加密传输：

    • 使用TLS/SSL确保传输安全
    • 可选对照片数据进行额外加密（如AES-256）
    • 使用HMAC验证数据完整性

  3. 压缩优化：

    • 对大图片进行智能压缩
    • 支持可配置的压缩质量
    • 考虑图片格式转换（如WebP）提高压缩率

  4. 验证和鉴权：

    • 使用JWT或OAuth进行身份验证
    • 请求签名确保数据未被篡改
    • 实现临时上传凭证机制

六、服务器端考虑（简要）

  1. 接收和验证：
    • 验证请求签名和权限
    • 校验所有分片的完整性
    • 支持多种图片格式处理
  2. 存储策略：
    • 分布式文件系统存储（如HDFS、Ceph）
    • 使用CDN加速访问
    • 考虑冷热数据分离存储

七、错误处理和恢复机制

  1. 客户端错误处理：

    class ErrorHandler {
public:// 注册错误回调void RegisterErrorCallback(ErrorCode code, const ErrorCallback& callback);// 处理错误void HandleError(ErrorCode code, const std::string& message);// 自动重试策略RetryStrategy GetRetryStrategy(ErrorCode code);
};

  2. 断点续传实现：

    • 本地保存已上传分片记录
    • 服务器返回已接收分片信息
    • 仅上传未完成的分片

  3. 网络异常处理：

    • 实现指数退避重试策略
    • 自适应超时设置
    • 网络切换时自动恢复上传

八、性能优化

  1. 线程池设计：

    class ThreadPool {
public:ThreadPool(size_t numThreads);~ThreadPool();template<class F, class... Args>auto Enqueue(F&& f, Args&&... args) -> std::future<typename std::result_of<F(Args...)>::type>;private:std::vector<std::thread> m_workers;std::queue<std::function<void()>> m_tasks;std::mutex m_queueMutex;std::condition_variable m_condition;bool m_stop;
};

  2. 内存管理：

    • 使用智能指针管理资源
    • 对大照片实现流式处理，避免一次性加载
    • 考虑使用内存池优化频繁分配/释放

  3. 进度监控和限速：

    • 带宽限制功能
    • 上传速度自适应
    • 详细的进度反馈

总结

作为C++客户端开发工程师，这个照片上传功能设计需要考虑：

  1. 稳定可靠的网络传输
  2. 高效的数据处理
  3. 安全的传输加密
  4. 友好的错误处理
  5. 良好的性能优化

客户端照片上传到服务器的功能设计方案

作为C++客户端开发工程师，实现照片从客户端上传到服务器存储的功能需要考虑多个方面。以下是我对整个过程的设计和实现思路：

一、整体架构设计

  1. 三层架构：
    • 客户端层（C++客户端）
    • 传输层（网络协议）
    • 服务器层（后台存储服务）
  2. 数据流向：
    • 客户端读取本地照片 → 压缩/处理 → 加密 → 分片 → 发送到服务器 → 服务器接收 → 校验 → 合并 → 解密 → 存储

二、客户端模块设计

  1. 照片处理模块：
    • 负责读取本地照片文件
    • 提供图片预处理功能，包括压缩、调整大小、格式转换等
    • 生成图片元数据（大小、尺寸、格式等）
    • 计算图片校验和（MD5/SHA）用于完整性验证
  2. 上传管理模块：
    • 管理整个上传流程
    • 实现分片逻辑和断点续传
    • 处理上传状态和进度跟踪
    • 提供成功/失败回调接口
  3. 网络传输模块：
    • 封装网络请求细节
    • 处理连接建立、维护和关闭
    • 支持同步和异步传输方式
    • 封装网络异常处理逻辑

三、关键数据结构

  1. 照片元数据：
    • 文件基本信息（名称、大小、格式等）
    • 图像特有信息（宽、高、色深等）
    • 校验信息（哈希值、校验和）
    • 时间戳和用户标识
  2. 上传请求结构：
    • 照片元数据
    • 分片信息（总分片数、当前分片索引）
    • 上传会话标识（用于断点续传）
    • 用户认证信息
  3. 上传响应结构：
    • 上传状态（成功/失败）
    • 已接收分片信息
    • 存储位置URI
    • 错误信息（若有）

四、传输协议选择

  1. HTTP/HTTPS协议：
    • 优势：广泛支持、穿透防火墙能力强、RESTful设计简洁
    • 实现：使用libcurl、cpprestsdk等成熟库
    • 适用场景：通用照片上传、与Web服务集成
  2. WebSocket：
    • 优势：全双工通信、实时性好、减少连接开销
    • 适用场景：需要服务器推送进度、实时反馈的应用
  3. 自定义TCP/UDP协议：
    • 优势：控制粒度细、性能优化空间大
    • 适用场景：大规模高性能传输、特殊网络环境

五、实现关键点

  1. 分片上传策略：
    • 将大文件分割成固定大小的块（通常1-4MB）
    • 维护分片状态表，记录每个分片的上传情况
    • 支持并行上传多个分片提高吞吐量
    • 服务端合并分片时验证完整性
  2. 加密与安全：
    • 传输层安全：使用TLS/SSL加密传输通道
    • 数据加密：敏感照片可使用AES等算法加密
    • 请求签名：使用HMAC等机制防止请求伪造
    • 权限验证：结合JWT或OAuth实现用户鉴权
  3. 压缩优化：
    • 根据网络条件和图片特性选择合适的压缩算法
    • 支持渐进式加载的格式（如渐进式JPEG）
    • 考虑使用WebP等高效压缩格式
    • 保留原图的选项，满足不同业务需求
  4. 错误处理与恢复：
    • 断点续传：记录已上传分片，支持中断后恢复
    • 自动重试：网络波动时实现指数退避重试
    • 错误分类：区分临时性错误和永久性错误
    • 日志记录：详细记录上传过程中的关键事件和错误

六、服务器端考虑

  1. 接收与验证：
    • API设计遵循RESTful原则
    • 实现分片接收和临时存储
    • 验证用户权限和请求合法性
    • 校验分片完整性
  2. 存储策略：
    • 分布式存储系统（如HDFS、Ceph、对象存储）
    • 根据访问频率设计冷热数据分层存储
    • 使用CDN加速图片分发
    • 考虑数据备份和灾难恢复方案

七、性能优化

  1. 客户端优化：
    • 多线程处理：使用线程池管理上传任务
    • 内存管理：流式处理大图片避免内存溢出
    • 预读缓冲：减少磁盘IO影响
    • 批量处理：多张照片批量上传时优化请求数
  2. 网络优化：
    • 连接复用：保持长连接减少握手开销
    • 自适应分片：根据网络状况动态调整分片大小
    • 压缩传输：对HTTP头和数据进行压缩
    • 带宽控制：实现上传限速防止影响用户体验
  3. 用户体验优化：
    • 进度反馈：精确显示上传进度
    • 后台上传：允许用户在上传过程中执行其他操作
    • 批量管理：支持批量选择、上传、取消等操作
    • 智能重试：网络恢复后自动继续上传

八、异常处理策略

  1. 网络异常：
    • 检测网络状态变化并相应调整
    • 网络中断后保存上传状态到本地
    • 网络恢复后提供自动/手动继续选项
    • 弱网环境下降级处理（如降低分片并发数）
  2. 服务器异常：
    • 解析服务器返回的错误码和信息
    • 根据不同错误类型采取对应策略
    • 严重错误时提供用户可理解的错误提示
    • 支持手动切换备用服务器
  3. 本地异常：
    • 捕获并处理文件读取/处理异常
    • 磁盘空间不足时提前预警
    • 应用崩溃恢复机制
    • 权限问题的友好提示

总结

照片上传功能设计需要从多个维度考虑，包括：

  1. 可靠性：确保照片即使在复杂网络环境下也能完整上传，提供断点续传等机制。
  2. 安全性：保障照片传输过程和存储的安全，防止未授权访问和数据泄露。
  3. 性能：优化上传速度和资源占用，提供良好的用户体验，特别是在上传大量或大尺寸照片时。
  4. 扩展性：设计良好的接口和模块化结构，便于未来功能扩展和维护。
  5. 用户体验：提供直观的进度反馈、错误处理和操作界面，减少用户等待感知。

作为C++客户端开发工程师，需要熟练掌握网络编程、多线程、内存管理等技术，同时了解服务器端的交互规范，才能设计出高质量的照片上传功能。

http://www.lryc.cn/news/573267.html

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