编程之法：A.1语言基础

A1.语言基础

1. C++中虚拟函数的实现机制

答：关键字：虚函数底层实现机制；虚函数表；虚表指针
编译器处理虚函数的方法是：为每个类对象添加一个隐藏成员，隐藏成员中保存了一个指向函数地址数组的指针，称为虚表指针（vptr），这种数组成为虚函数表（virtual function table, vtbl），即，每个类使用一个虚函数表，每个类对象用一个虚表指针。
举个例子：基类对象包含一个虚表指针，指向基类中所有虚函数的地址表。派生类对象也将包含一个虚表指针，指向派生类虚函数表。看下面两种情况：
如果派生类重写了基类的虚方法，该派生类虚函数表将保存重写的虚函数的地址，而不是基类的虚函数地址。
如果基类中的虚方法没有在派生类中重写，那么派生类将继承基类中的虚方法，而且派生类中虚函数表将保存基类中未被重写的虚函数的地址。注意，如果派生类中定义了新的虚方法，则该虚函数的地址也将被添加到派生类虚函数表中。

2. 描述指针数组和数组指针的区别

答：指针数组：首先它是一个数组，数组的元素都是指针，数组占多少个字节由数组本身的大小决定，每一个元素都是一个指针，在32 位系统下任何类型的指针永远是占4 个字节。它是“储存指针的数组”的简称。
数组指针：首先它是一个指针，它指向一个数组。在32 位系统下任何类型的指针永远是占4 个字节，至于它指向的数组占多少字节，不知道，具体要看数组大小。它是“指向数组的指针”的简称。

3. malloc-free和new-delete的区别

答：相同点：都可用于动态内存分配与释放；
不同点：1）malloc/free是C/C++语言的标准库函数，new/delete是C++的运算符；
2）new自动计算需要分配的空间，而malloc需要手工计算计算字节数；例如：int *p=new int[3]; int *pp=malloc(sizeof(int)*3);
3）new是类型安全的，而malloc不是；
4）new调用operator new分配足够的空间，并调用相关对象的构造函数，而malloc不能调用构造函数；
delete调用相关对象的析构函数，然后调用operator delete以释放空间，而malloc不能调用析构函数；
5）malloc/free需要库文件支持，new/delete则不需要。

4.sizeof和strlen的区别

答：1.sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中typedef为unsigned int类型。
该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
2.sizeof是运算符，strlen是函数。
3.sizeof可以用类型做参数，strlen只能用char*做参数，且必须是以”\0”结尾的。
sizeof还可以用函数做参数，比如：
short f();
printf(“%d\n”, sizeof(f()));
输出的结果是sizeof(short)，即2。
4.数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了。
5.大部分编译程序 在编译的时候就把sizeof计算过了 是类型或是变量的长度这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因
char str[20]=”0123456789”;
int a=strlen(str); //a=10;
int b=sizeof(str); //而b=20;
6.strlen的结果要在运行的时候才能计算出来，时用来计算字符串的长度，不是类型占内存的大小。
7.sizeof后如果是类型必须加括弧，如果是变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数。
8.当适用了于一个结构类型时或变量， sizeof 返回实际的大小，
当适用一静态地空间数组， sizeof 归还全部数组的尺寸。
由于在编译时计算，因此sizeof不能用来返回动态分配的内存空间的大小。

5.描述函数调用的整个过程

答：函数调用的整个执行过程分成4步：
1）创建形参变量，为每个形参变量建立相应的存储空间。
2）值传递，即将实参的值复制到对应的形参变量中。
3）执行函数体，执行函数体中的语句。
4）返回（带回函数值、返回调用点、撤消形参变量）。

6.C++STL中的vector的实现机制，在调用push_back成员函数时，如何实现？

答：STL中vector的实现原理：
vector的数据安排以及操作方式与array非常类似。两者的唯一差别在于空间的运用的灵活性。
array是静态空间，一旦配置好了就不能再改变了。如果程序需要一个更大空间的array，只能自己再申请一个更大的array，然后将以前array中的内容全部拷贝到新的array中。
vector是动态空间，随着元素的加入，它的内部机制会自动扩充空间以容纳新的元素。
vector的关键技术在于其对大小的控制以及重新配置时的数据移动效率。
vector采用的数据结构很简单：线性的连续空间。
它以两个迭代器start和finish分别指向配置得来的连续空间中目前已经被使用的空间。
为了降低空间配置时候的速度，vector实际配置的大小可能比客户端需求量更大一些，以备将来可能的扩充。
如果vector在增加一个元素的时候，超过了自身最大的容量。vector则将自身的容量扩充至原来的两倍。
扩充空间需要经过的步骤：重新配置空间，元素移动，释放旧内存空间。
一旦vector空间重新配置，则指向原来vector的所有迭代器都失效了，因为vector的地址改变了。
这种实现体现到vector实现就是每当push_back一个元素,都要重新分配一个大一个元素的存储，然后将原来的元素拷贝到新的存储，之后在拷贝push_back的元素，最后要析构原有的vector并释放原有的内存。

7.C++STL中的clear

答：调用析构函数，clear没有释放内存，clear只是将数组中的元素置为空，释放内存需要delete。vector::erase()用于清空容器中的内容以及释放内存,并返回指向删除元素的下一个元素的迭代器。