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C++基礎知識點總結

1.過載函式是否能夠通過函式返回值的型別不同來區分?

不可以。因為在C++程式設計中,函式的返回值可以忽略(不使用其返回值),程式中呼叫此時函式名相同和引數相同的兩個函式對編譯器和程式設計師來說是沒有辦法區分的,編譯器會提示出錯。

2.C++多型機制的實現

(1)過載:同一個類中同一個函式的不同實現,必須保證函式引數不同(型別,個數,順序),本質上與多型無關。使用過載函式,編譯器會根據函式的名稱和引數定義來生成函式的內部識別符號,保證每個函式的識別符號是唯一的,這樣在連結時就可以連結到對應的函式。過載屬於靜態繫結,在編譯過程中就能確定呼叫哪一個函式,是早期繫結,與多型原理不同。

(2)覆蓋:也稱為重寫,子類中對父類的同名函式同參數的重寫,父類的函式必須設定為虛擬函式,這樣保證使用基類指標或者引用指向不同的子類物件可以動態呼叫屬於具體子類的方法而不是呼叫基類的方法,從而實現多型。

PS:C++中 多型一般預設是指動態多型(通過類繼承機制和虛擬函式機制實現),是在執行時確定的,在面向物件程式設計中直接被稱為多型,而靜態多型一般是指使用函式過載或者模板機制實現的。模板也允許將不同的特殊行為和單個泛化記號相關聯,由於這種關聯處理於編譯期而非執行期,因此被稱為“靜態”。可以用來實現型別安全、執行高效的同質物件集合操作。C++ 的STL庫大量使用了模板機制來實現,而並沒有使用虛擬函式機制,屬於靜態多型。

3.佇列和棧的共同點以及不同點(C++版本)

佇列:這裡只說單向佇列,就是我們平常所說的FIFO佇列,它滿足先進先出的規則,即只能在隊尾插入元素,提取元素只能在隊頭。(C++裡面提供了queue容器作為單向佇列的實現)

棧:棧滿足LIFO規則(後進先出),插入和取出操作只能在棧頂進行(C++提供了stack容器作為棧的實現)

相同點:都是線性表結構,並且只能在端點進行資料的插入和讀取(受限制的線性表結構),都不能進行隨機存取,都不支援遍歷(不開臨時空間),在C++ stl中可以採用deque作為兩者的底層容器;

不同點:棧和佇列的操作不同,棧只能在線性表的一端進行插入和刪除,而佇列則是隻能在表的一端進行插入,在另一端進行刪除;棧符合LIFO原則,而佇列符合FIFO原則,即滿足佇列的操作原則

4.模板(函式模板、類模板)

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5.C++記憶體模型(記憶體佈局)

一般來說,一個C++程式所分配的記憶體空間主要分為五個部分:堆、棧、靜態儲存區、程式碼段

根據C++中類的情況,可以分為以下幾種情況進行討論:

單一類:

(1)空類:佔據一個位元組,用於標識這個類是一個空類,沒有實際含義,使用sizeof操作符可以看到大小為1個位元組。![這裡寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/20180806133238271?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyODY4NTI0/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)
(2)只有成員變數的類:該類的大小為所有普通成員變數所佔據的記憶體大小的和(靜態成員變數並不存放在物件的記憶體空間中),記憶體佈局如下圖所示,可以看出在記憶體中是按照變數宣告的順序存放的。![這裡寫圖片描述](https://img-blog.csdn.net/20180806133310422?watermark/2/text/aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyODY4NTI0/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70)

(3)只有虛擬函式的類:根據虛擬函式的實現機制,該類的物件所佔據的記憶體只有一個虛擬函式表指標(vfptr),指向一個虛擬函式表,該表按照函式的宣告順序儲存著虛擬函式的函式指標。記憶體佈局如下所示:這裡寫圖片描述
從上面我們可以看到,在該類的物件中,只存放一個虛擬函式表指標,它指向虛擬函式表,虛擬函式表並沒有存放在物件的記憶體空間中。該類的物件的大小為虛擬函式表指標大大小(64位系統為8個位元組,32位系統則為4個位元組)

(4)既有虛擬函式,又有成員變數的類

  這樣的類的物件記憶體中既有虛擬函式表指標,又有成員變數(按照宣告的順序存放),記憶體佈局如下圖所示:

這裡寫圖片描述
單繼承、多繼承的情況則比較複雜,此處不進行詳細分析。

6.函式呼叫壓棧出棧過程及引數入棧順序

函式對應的棧其實是棧幀,由系統從系統棧(記憶體中的棧空間)劃分一定大小的空間給函式,函式獨佔該棧幀,棧幀裡面存放著該函式執行時的區域性變數 、上一個棧幀的ESP和EBP、函式呼叫的返回地址(函式的後面的指令的地址),在函式呼叫過程中涉及了棧幀的分配、切換和釋放,不同作業系統、不同語言、不同編譯器的實現機制基本相同,但是具體的實現細節有所不同,例如引數壓棧出棧的順序等。

7.C++ inline原理(注意與define的區別和聯絡)

  inline是C++的一種機制,作用於函式,將一個函式宣告為inline,可以讓編譯器在編譯程式碼時,將“對此函式的每一個呼叫”都以函式本體替換之,該過程發生在編譯期間。inline的優點是:它可以省去函式呼叫所帶來的額外開銷,提高程式的速度。缺點也很明顯:首先,過分使用inline函式會導致程式碼膨脹,佔用過多記憶體和硬碟空間;其次,在升級inline函式時,需要所有引用它的模組都要重新編譯。

綜合以上說明,inline一般用於函式體比較小,頻繁切換的函式上面。另外需要強調的一點是,千萬不要將構造或解構函式inline。原因是,這種函式往往看起來是空的,而實際上在編譯期間會生成很多程式碼,如果將它們inline了,很容易就會導致程式碼膨脹。

8.define和const的區別

const是定義了一種資料型別,被其修飾的變數會被系統分配記憶體空間,存放在靜態儲存區,在編譯時會進行型別檢查,而define定義的常量本質上是一種巨集替換,不是一種資料型別,系統不會為其分配記憶體空間,巨集定義的常量在預處理的時候會被替換,不會進行型別檢查。

9.虛繼承和虛基類表、虛基類表指標

虛繼承是為了解決多重繼承中派生類物件記憶體同時存在多份虛基類的實體而提出的,當使用虛繼承時,派生類中最多儲存一份虛基類的實體,但是需要在記憶體中增加虛基類表指標。

10.C++ 11多執行緒 thread庫

C++11標準中新增了對多執行緒的標準庫支援,使多執行緒程式的開發更加方便,主要是通過thread類來建立、排程、執行執行緒,並提供了大量多執行緒操作的API,可以說是伺服器端開發的一大神器。

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