面试八股文

语言相关

5道C++语言相关的面试题

1. malloc、free和new、delete区别
2. 虚函数表和虚函数表指针的创建时机
3. C++什么时候生成默认拷贝构造函数
4. 面向对象的三大特征及特性
5. 设计模式

01. malloc、free和new、delete

区别

new & malloc

	new	malloc
使用时	自动计算分配内存大小	手动计算
返回值	对象指针	void*
失败	抛出异常	返回NULL
分配在哪	freeStore (自由存储区) 一般在虚拟内存上的堆 也有可能在自己定义的其他地方	<128通过break系统调用 (可能会先有内存池)，在虚拟内存上的堆 >128通过mmap系统调用，或在文件映射区
隐藏操作	1. operator new 2. 申请空间 3. 调用构造函数和初始化成员	无。注意不会进行初始化，分配后不一定有物理内存

delete & free

	delete	free
使用参数	对象指针	void*
隐藏操作	1. 调用析构函数 2. operator delete 3. 释放空间	无

补充：

• 虚拟内存和物理内存有一个映射关系，虚拟内存的一个页对应物理内存的一个页，初始化时才会去对应
• 所以说malloc分配后不一定有物理内存，new后会初始化，则会有对应的物理内存

FAQ

• malloc 是怎么分配空间的？答：两种大小的两种分配区域
• malloc 分配的物理内存还是虚拟内存？答：物理内存和虚拟内存的映射方式
• malloc 调用后是否立刻得到物理内存？否，要初始化才有
• free(p) 怎么知道该释放多大空间？malloc会额外多申请16Byte
• free(p) 释放内存后，内存还在吗？如果通过内存池释放，则内存回内存池。如果通过mmap分配，则会马上释放

深入

虚函数表和虚函数表指针

• 创建时机

  • 虚函数表创建时机：当某类有virutal函数，编译器编译时就会生成

  • 虚函数表指针创建时机：类对象构造时，把类的虚函数表地址赋值给vptr（没有构造函数也会有默认构造函数）

    需要注意继承时，先调用基类构造函数并将基类虚函数表地址给vptr，再调用子类构造函数并将子类虚函数表地址给vptr（总感觉不太对，不至于这么笨赋值两次吧）

• 虚函数表和虚函数表指针的关系？

  • 答：虚函数表指针指向虚函数表。一个类对应一个虚函数表，类的多个对象对应多个虚函数表指针地址不同，但均指向虚函数表

• 为什么需要虚函数指针？用来实现多态

  A* p = new B();
  p->func(); // 调用的B类的方法。因为能通过p对象的vptr找到B的虚函数表
  

可执行文件的磁盘组成

• ……
• .bss，存放未初始化或初始化为零的全局或静态变量
• .data，已初始化的全局或静态变量
• .rodata，(readOnlyData)，只读数据段，虚函数表在里面
• .text，代码段
• ……

虚拟内存组成

• 内核空间
• 栈区
• 文件映射区
• 堆区
• 数据区（静态存储区，已初始化和未初始化。映射 .bass、.data）
• 代码区（映射代码.text、.rodata(虚函数表)）

深入、编译器工作

默认拷贝构造函数

• 背景：如果不提供，则位拷贝
• 位拷贝危险 (浅拷贝危险)
  • 堆上的资源
  • 文件句柄，socket
  • 虚函数表指针缺失
• 触发时机
  • 赋值
  • 函数传参 (形参为类对象)、返回值 (不一定，返回值可能会有个编译器优化，优先用C++11的移动构造函数/自动给你移动构造)
• 什么时候生成。当不得不生成时
  • 继承/包含一个类A，类A包含默认拷贝构造函数
  • 类成员有虚函数（自己有或基类有）

其他

写文件时进程宕机，数据会丢失吗

什么是MTU、MSS以及为什么要有MSS

什么是连接半打开，半关闭状态

C

• 标准库 stl、boost
• C++11/14/17/20
• 面向对象
• 设计模式