C++ 是技术面试中的高频考察测点（基础知识）

C++ 是技术面试中的高频考察测点，涉及语法特性、内存管理、面向对象、STL 等多个领域。以下整理了常见面试题及核心要点，帮助系统梳理知识点：

一、基础语法与关键字

1. const 关键字的用法

• 修饰变量：变量只读，初始化后不可修改（const int a = 5;）。
• 修饰指针：
  • const int* p：指针指向的内容不可修改（*p 只读）。
  • int* const p：指针本身不可修改（p 只读）。
  • const int* const p：指针及其指向的内容均不可修改。
• 修饰函数参数：防止参数被意外修改（void func(const int& x)），常用于引用传递避免拷贝。
• 修饰类成员函数：函数不可修改类的非静态成员变量（void print() const），常搭配 mutable 关键字突破限制。

2. 指针与引用的区别

特性	指针	引用
定义	存储地址的变量（int* p = &a;）	变量的别名（int& r = a;）
初始化	可空（int* p = nullptr;）	必须初始化且不可空
指向修改	可重新指向其他变量（p = &b;）	一旦绑定，无法更改指向
多级形式	支持多级指针（int**p）	无多级引用
sizeof 结果	地址长度（如 64 位系统为 8 字节）	被引用变量的大小
操作	需解引用（*p = 5;）	直接使用（r = 5;）

3. static 关键字的作用

• 修饰局部变量：延长生命周期至程序结束（仅初始化一次），作用域仍为函数内。

  void func() {static int count = 0; // 仅初始化一次count++; 
  }
  

• 修饰全局变量/函数：限制作用域为当前文件，避免多文件编译冲突。
• 修饰类成员：
  • 成员变量：属于类而非对象，需在类外初始化（int A::count = 0;）。
  • 成员函数：无 this 指针，只能访问静态成员，可通过类名直接调用（A::func()）。

4. 函数重载（Overload）与重写（Override）的区别

• 重载：同一作用域内，函数名相同，参数列表（类型/个数/顺序）不同，与返回值无关。

  void print(int a) {}
  void print(string s) {} // 重载
  

• 重写：派生类覆盖基类的虚函数，函数名、参数列表、返回值必须完全一致（协变返回类型除外），基类函数需加 virtual。

  class Base {
  public:virtual void func() {}
  };
  class Derived : public Base {
  public:void func() override {} // 重写
  };
  

5. inline 内联函数的特点

• 编译期替换：编译器将函数体嵌入调用处，减少函数调用开销（避免栈帧创建/销毁）。
• 适用场景：短小函数（如getter/setter），长函数会导致代码膨胀。
• 与宏的区别：内联函数有类型检查和作用域限制，宏仅为文本替换（无语法检查）。

二、面向对象（OOP）

1. 封装、继承、多态的概念

• 封装：将数据（成员变量）和操作（成员函数）捆绑，通过 public/private/protected 控制访问，隐藏实现细节。
• 继承：派生类复用基类的属性和方法，支持代码复用与扩展（如 class Derived : public Base）。
• 多态：同一接口（基类指针/引用）调用不同派生类的实现，需通过虚函数实现动态绑定（运行时确定调用版本）。

2. 虚函数与纯虚函数

• 虚函数：基类中用 virtual 修饰的函数，允许派生类重写，实现多态。

  virtual void func() { /* 基类实现 */ }
  

• 纯虚函数：基类中声明但不实现的函数（virtual void func() = 0;），包含纯虚函数的类为抽象类，无法实例化，派生类必须实现纯虚函数才能实例化。

3. 虚析构函数的作用

• 当基类指针指向派生类对象时，若基类析构函数非虚函数，删除指针时仅调用基类析构函数，导致派生类资源泄漏。
• 解决：将基类析构函数声明为虚函数，确保析构时先调用派生类析构函数，再调用基类析构函数。

  class Base {
  public:virtual ~Base() { /* 基类清理 */ }
  };
  

4. 菱形继承问题及解决

• 问题：派生类间接继承同一基类多次（如 A→B、A→C，D 继承 B 和 C），导致 D 包含 A 的多份数据，访问时歧义。
• 解决：虚继承（class B : virtual public A），确保基类 A 在派生类中仅存在一份实例。

三、内存管理

1. new/delete 与 malloc/free 的区别

特性	new/delete	malloc/free
类型	运算符	标准库函数
类型检查	自动匹配类型，返回对应指针	返回 void*，需手动强转
构造/析构	自动调用构造函数/析构函数	仅分配/释放内存，不处理对象生命周期
失败处理	抛出 bad_alloc 异常	返回 NULL
重载	可重载 operator new/delete	不可重载

2. 堆（Heap）与栈（Stack）的区别

• 栈：由编译器自动管理，存储局部变量、函数参数、返回地址等，大小固定（通常几 MB），操作速度快，遵循“先进后出”。
• 堆：由程序员手动管理（new/malloc 分配，delete/free 释放），大小动态（可达 GB 级），操作速度慢，易产生内存碎片。

3. 智能指针（C++11）

• unique_ptr：独占所有权，不可复制（仅可移动），适用于单一所有者场景。

  unique_ptr<int> p(new int(5));
  unique_ptr<int> p2 = move(p); // 转移所有权
  

• shared_ptr：共享所有权，通过引用计数管理，计数为 0 时自动释放内存，需注意循环引用问题。
• weak_ptr：不增加引用计数，用于观察 shared_ptr 管理的对象，解决循环引用（通过 lock() 获取 shared_ptr）。

4. 内存泄漏的常见原因

• 动态分配的内存未释放（new 后未 delete，malloc 后未 free）。
• 指针被意外修改（如野指针、悬挂指针）。
• 容器或智能指针使用不当（如 shared_ptr 循环引用）。
• 检测工具：Valgrind（Linux）、AddressSanitizer、Visual Studio 内存诊断。

四、STL（标准模板库）

1. 常见容器的底层实现

容器	底层实现	特点
vector	动态数组	连续内存，支持随机访问，尾部插入/删除高效
list	双向链表	非连续内存，任意位置插入/删除高效，无随机访问
deque	分段连续内存（双端队列）	头部/尾部操作高效，支持随机访问
map/set	红黑树（自平衡BST）	按键有序，插入/删除/查找复杂度 O(log n)
unordered_map/set	哈希表	无序，平均复杂度 O(1)，最坏 O(n)

2. vector 迭代器失效场景

• 插入元素：若触发扩容（重新分配内存），所有迭代器失效；未扩容时，插入位置及之后的迭代器失效。
• 删除元素：删除位置及之后的迭代器失效，可通过返回值更新迭代器（it = vec.erase(it)）。

3. map 与 unordered_map 的区别

• 底层结构：map 基于红黑树，unordered_map 基于哈希表。
• 顺序：map 按键升序排列，unordered_map 无序。
• 性能：unordered_map 平均查找更快（O(1)），但内存开销大；map 在频繁插入删除时更稳定。

五、C++11 及以上新特性

1. 移动语义与完美转发

• 移动语义：通过右值引用（&&）转移资源所有权，避免不必要的拷贝（如 vector 扩容时的元素移动）。
• 完美转发：通过 std::forward 保持参数的左值/右值属性，用于模板函数传递参数。

2. Lambda 表达式

• 匿名函数，语法：[捕获列表](参数列表) -> 返回类型 { 函数体 }。

  auto add = [](int a, int b) { return a + b; };
  

3. 其他特性

• 范围 for 循环：for (auto& x : container) { ... }。
• 线程库：std::thread 支持多线程编程。
• 原子操作：std::atomic 实现无锁同步。

六、总结

C++ 面试注重基础语法细节、内存管理能力、面向对象设计及 STL 应用。除理论知识外，需结合编程题练习（如链表操作、排序算法、动态规划等），理解时间/空间复杂度优化，才能在面试中应对自如。