经典C++面试题

 1.介绍一下STL，详细说明STL如何实现vector。
Answer
STL (标准模版库，Standard Template Library.它由容器算法迭代器组成。
STL有以下的一些优点：
可以方便容易地实现搜索数据或对数据排序等一系列的算法；
调试程序时更加安全和方便；
即使是人们用STL在UNIX平台下写的代码你也可以很容易地理解（因为STL是跨平台的）。
vector实质上就是一个动态数组，会根据数据的增加,动态的增加数组空间。
2.如果用VC开发程序，常见这么几个错误，C2001,c2005,c2011,这些错误的原因是什么。
Answer
  在学习VC++的过程中，遇到的LNK2001错误的错误消息主要为：
  unresolved external symbol “symbol”（不确定的外部“符号”）。
  如果连接程序不能在所有的库和目标文件内找到所引用的函数、变量或标签，将产生此错误消息。
一般来说，发生错误的原因有两个：一是所引用的函数、变量不存在、拼写不正确或者使用错误；其次可能使用了不同版本的连接库。
   
     编程中经常能遇到LNK2005错误——重复定义错误，其实LNK2005错误并不是一个很难解决的错误.
3.继承和委派有什么分别，在决定使用继承或者委派的时候需要考虑什么。
在OOD,OOP中，组合优于继承.
当然多态的基础是继承，没有继承多态无从谈起。
当对象的类型不影响类中函数的行为时，就要使用模板来生成这样一组类。
当对象的类型影响类中函数的行为时，就要使用继承来得到这样一组类.
4.指针和引用有什么分别；如果传引用比传指针安全，为什么？如果我使用常量指针难道不行吗？
(1) 引用在创建的同时必须初始化，即引用到一个有效的对象；而指针在定义的时候不必初始化，可以在定义后面的任何地方重新赋值．
(2) 不存在NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联;而指针则可以是NULL.
(3) 引用一旦被初始化为指向一个对象，它就不能被改变为另一个对象的引用；而指针在任何时候都可以改变为指向另一个对象．给引用赋值并不是改变它和原始对象的绑定关系．
(4) 引用的创建和销毁并不会调用类的拷贝构造函数
(5) 语言层面，引用的用法和对象一样；在二进制层面，引用一般都是通过指针来实现的，只不过编译器帮我们完成了转换.
不存在空引用，并且引用一旦被初始化为指向一个对象，它就不能被改变为另一个对象的引用，显得很安全。
const 指针仍然存在空指针，并且有可能产生野指针.
总的来说：引用既具有指针的效率，又具有变量使用的方便性和直观性．
5.参数传递有几种方式；实现多态参数传递采用什么方式，如果没有使用某种方式原因是什么；
传值，传指针或者引用
6.结合一个项目说明你怎样应用设计模式的理念。
设计模式更多考虑是扩展和重用，而这两方面很多情况下，往往会被忽略。
不过，我不建议滥用设计模式，以为它有可能使得简单问题复杂化.
7.介绍一下你对设计模式的理解。（这个过程中有很多很细节的问题随机问的）
设计模式概念是由建筑设计师Christopher Alexander提出每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题,以及该问题的解决方案的核心.这样,你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动.上述定义是对设计模式的广义定义.将其应用到面向对象软件的领域内,就形成了对设计模式的狭义定义.
可以简单的认为设计模式就是解决某个特定的面向对象软件问题的特定方法， 并且已经上升到理论程度。
框架与设计模式的区别
1,设计模式和框架针对的问题域不同.设计模式针对面向对象的问题域;框架针对特定业务的问题域
2,设计模式比框架更为抽象.设计模式在碰到具体问题后,才能产生代码;框架已经可以用代码表示
3,设计模式是比框架更小的体系结构元素.框架中可以包括多个设计模式
设计模式就像武术中基本的招式.将这些招式合理地纵组合起来,就形成套路(框架)，框架是一种半成品.
8.C++和C定义结构的分别是什么。
C language 的结构仅仅是数据的结合
C plus plus的struct 和 class 其实具备几乎一样的功能，只是默认的访问属性不一样而已。
9.构造函数可否是虚汗数，为什么？析构函数呢，可否是纯虚的呢？
构造函数不能为虚函数，要构造一个对象，必须清楚地知道要构造什么，否则无法构造一个对象。
析构函数可以为纯虚函数。
10，拷贝构造函数相关问题，深拷贝，浅拷贝，临时对象等。
深拷贝意味着拷贝了资源和指针，而浅拷贝只是拷贝了指针，没有拷贝资源
这样使得两个指针指向同一份资源，造成对同一份析构两次，程序崩溃。
临时对象的开销比局部对象小些。
11.结合1个你认为比较能体现OOP思想的项目，用UML来描述。(最好这个项目继承，多态，虚函数都有体现）这个问题大概会占面试时间的一半，并且会问很多问题，一不小心可能会被问住）。
。。。
12。基类的有1个虚函数，子类还需要申明为virtual吗？为什么。
不申明没有关系的。
不过，我总是喜欢显式申明，使得代码更加清晰。
13.C也可以通过精心封装某些函数功能实现重用，那C++的类有什么优点吗，难道仅仅是为实现重用。
并不仅仅是这样的。
OOD，OOP从根本上改变了程序设计模式和设计思想，具备重大和深远的意义。
类的三大最基本的特征：封装，继承，多态.
14.C++特点是什么，如何实现多态？画出基类和子类在内存中的相互关系。
多态的基础是继承，需要虚函数的支持，简单的多态是很简单的。
子类继承父类大部分的资源，不能继承的有构造函数，析构函数，拷贝构造函数，operator=函数，友元函数等等
15.为什么要引入抽象基类和纯虚函数？
主要目的是为了实现一种接口的效果。
16.介绍一下模板和容器。如何实现？（也许会让你当场举例实现）
模板可以说比较古老了，但是当前的泛型编程实质上就是模板编程。
它体现了一种通用和泛化的思想。
STL有7种主要容器：vector,list,deque,map,multimap,set,multiset.
17.你如何理解MVC。简单举例来说明其应用。
MVC模式是observer 模式的一个特例,典型的有MFC里面的文档视图架构。
18，多重继承如何消除向上继承的二义性。
使用虚拟继承即可.


1. STL中Map内部是怎么实现的？
答：红黑树.
二叉树在平衡时或者叶子结点到根结点的高度在一定的范围内时工作起来是最有效的。红黑树算法是平衡树的一种算法。这个名字就是由于树的每个结点都被着上了红色或者黑色，结点所着的颜色被用来检测树的平衡性。在对结点插入和删除的操作中，可能会被旋转来保持树的平衡性。平均和最坏情况插入，删除，查找时间都是O(lg n)。详细内容请参考 Cormen [2001]。
理论
一个红黑树是一颗二叉查找树，具有下列的属性:
1.     所有的结点都被着色为红色或者是黑色。
2.     每一个叶子结点都是空结点，并且被着为黑色。
3.     如果父结点是红色的，那么两个子结点都是黑色的。
4.     结点到其子孙结点的每条简单路径上都包含相同数目的黑色结点。
5.     根结点永远是黑色的。
2. 对象在内存中是怎么存放的？
答：需要阅读<<Inside The C++ Object Model>>
简单说来,
在类对象的内存布局中，如果有虚函数,首先是该类的vtbl指针，然后才是对象数据,对象数据都是顺序存
放,当然会涉及到字节对齐,这样会带来存取效率的提升.

3. 说说COM的原理和实现？
答：COM，简单地说，是一种不同应用程序和不同语言来共享二进制代码的方法，不同于C++，只是源代码级的重用。Windows允许你使用DLL实现二进制级的代码共享，如kernel32.dll，user32.dll等，但因为这都是用C写的DLL，所以它们只能被C或者理解C调用方式的语言所调用。MFC引入了另一种二进制级的代码共享机制--MFC extension DLLs，但这种机制限制更多，你只能在MFC程序中使用它们。而COM通过建立一种二进制的规范来解决这些问题，这也意味着COM二进制模块要按照一种特别的结构来组织，在内存中亦然。规则是语言无关的，重担交给了编译器。
COM对象在内存中的组织结构和C++的虚函数一样，这就是为什么大多数COM代码都使用C++的原因，但记住，COM确实是语言无关的，因为生成的结果代码可以被其它所有语言所使用。顺便说，COM不是Win32规范，理论上，它能移植到Unix和其它任意的操作系统，但我没见过Windows世界以外的COM.

4. 为什么要用智能指针？是怎么实现的？
以免资源泄漏.
内部使用了引用计数机制,具体实现非常复杂.

5. 给你一个指针，并用new动态申请空间，在另一个函数中释放，不知道是申请的一个元素还是一个数组的情况下，怎么确定用delete还是delete []？
不同的编译器有不同的实现机制,比较常用的有两种:
1.new 时,在第一个对象前面记录分配了多少对象.
2.使用键值,即key-value
For ex:
int *p = new int[n];
p为key,n为value.

6. 虚函数是怎么实现的？
答：简单说来使用了虚函数表.
7. 虚函数表又是怎样实现的？
答：
每个含有虚函数的类有一张虚函数表(vtbl)，表中每一项指向一个虚函数的地址，实现上是一个函数指针的数组。
虚函数表既有继承性又有多态性。每个派生类的vtbl继承了它各个基类的vtbl，如果基类vtbl中包含某一项，则其派生类的vtbl中也将包含同样的一项，但是两项的值可能不同。如果派生类覆盖(override)了该项对应的虚函数，则派生类vtbl的该项指向重载后的虚函数，没有重载的话，则沿用基类的值。
在类对象的内存布局中，首先是该类的vtbl指针，然后才是对象数据。在通过对象指针调用一个虚函数时，编译器生成的代码将先获取对象类的vtbl指针，然后调用vtbl中对应的项。对于通过对象指针调用的情况，在编译期间无法确定指针指向的是基类对象还是派生类对象，或者是哪个派生类的对象。但是在运行期间执行到调用语句时，这一点已经确定，编译后的调用代码能够根据具体对象获取正确的vtbl，调用正确的虚函数，从而实现多态性。
分析一下这里的思想所在，问题的实质是这样，对于发出虚函数调用的这个对象指针，在编译期间缺乏更多的信息，而在运行期间具备足够的信息，但那时已不再进行绑定了，怎么在二者之间作一个过渡呢？把绑定所需的信息用一种通用的数据结构记录下来，该数据结构可以同对象指针相联系，在编译时只需要使用这个数据结构进行抽象的绑定，而在运行期间将会得到真正的绑定。这个数据结构就是vtbl。可以看到，实现用户所需的抽象和多态需要进行后绑定，而编译器又是通过抽象和多态而实现后绑定的.




一、C++程序设计：
1）标准C++模板库中有一个名为bind1st的函数配接器（实际就是一个函数模板），它接受两个参数，一个是二元函数对象bin_op，一个是二元函数对象的参数value。返回一个新的一元函数对象uni_op。在使用uni_op(param)等效于bin_op(value,param)。即二元函数对象的第一个value被“固定”了。
试编写程序实现一个类似功能的my_bind1st函数配接器，并给出相应的测试代码。
2）如果想禁止类被复制的功能（也就是保持类实例的唯一性），怎么办？
二、C程序设计
1）定义一个宏 SWAP_MIN(x, y)
交换x和y的值，并返回x和y中的最小值。
例如：
////////////////////////////////////////////////////
int x, y;
x = 1;
y = 3;
printf(“--%d--%d--%d--”, SWAP_MIN(x,y), x, y);
//////////////////////////////////////////////////////
结果是
--1--3--1--
2)我想在C文件里面重用一些C++的函数，怎么做？
三、程序设计技巧
1.1. 用C/C++实现一个简单的hash链表, 定义读和写的用户接口并实现
1.2. 如果用户需要对上述链表规定能够存储的最大元素个数，例如
set_max_size (int n)
如何修改上步中的代码来实现？
2. 设计一种数据结构用20个byte存储32个不超过32的正整数值, 给出
对每个数读，写, ++等操作的代码
3. 用正则表达式将程序中的int替换成unsigned int
4. 下面的程序的运行结果是什么,如果有错误，如何修正
char get_last ( char *str ) {
int length = sizeof (str);
return str[length-1];
}
int main () {
char* a = "hello world!";
char last = get_last (a);
printf ("%c/n", get_last (a) );
}
5. 写一段程序找出一个数列中第二大数
6. 用户定义类型如下:
packet_type packet {
int id;
int data;
}
怎样让下面的代码能够打印p中的id和data
packet p;
cout << p << endl;
四、语法制导翻译题：
下面定义文法G：
1） 终结符共7个‘VAR’ id ‘*’ ‘+’ ‘,’ ‘;’ ‘.’
2） G: <program> --> <decl说明><statement>’.’
<decl说明> --> ‘VAR’ id{‘,’id}’;’
<statement> --> <中缀表达式>{‘;’<中缀表达式>}
<中缀表达式> --> <中缀表达式>’+’<中缀表达式>
<中缀表达式> --> <中缀表达式>’*’<中缀表达式>
<中缀表达式> --> id
要求：
1） 检测G中在中缀表达式中出现的变量id必须在<decl说明>中定义过，且不能重复定义
2） 将中缀表达式转化为后缀表达式，给出语义翻译
五、如何在C程序中，实现一个能够存储任意类型数据的堆栈？比如：
push (a, int); 表示push一个int型数据a进栈。
push (b, defined_type); defined_type可以是用户自己定义的类型，如struct。这样的话，该语句表示push一个struct defined_type类型的数据b进入堆栈。