C++总结(2)

C++第二次总结，结合常见问题

内存相关

C++程序内存分区

• 栈区：函数中定义的局部变量
• 堆区：动态分配的内存空间
• 全局区：全局变量、静态数据、常量
• 常量区：常量字符串
• 代码区：代码二进制码

存储在全局区的变量什么时候进行初始化

• C语言中程序开始运行时即完成初始化
• C++中初始化发生在执行相关代码之前

C++中是否可以使用变量初始化静态局部变量

• 只要变量的定义在静态局部变量执行之前即可

什么时浅复制与深复制

• 浅复制：只是拷贝基本类型数据，而引用类型数据复制后仍指向原引用对象
• 深复制：在计算机中开辟新内存地址存放复制对象

浅复制会带来什么问题

• 动态分配内存的变量A浅复制给变量B，则析构时会发生两次释放内存，出现运行错误

C中的struct与C++中的struct有什么区别

• C中struct是用户自定义数据类型；C++中的struct是抽象数据类型，支持成员函数、继承、多态
• C中struct没有权限设置；C++中有权限控制
• C中定义struct变量时要加上struct；C++不用

关键字相关

static的作用

• 隐藏：修饰的函数与变量仅当前文件可见
• 持久：修饰的变量生存期到程序结束
• 初始化：修饰的变量默认初始化为0
• 公用：类中被修饰的变量和函数被该类所有对象共有

static修饰的成员函数（类中）能否使用this指针

• 不能使用，因为static修饰的成员函数被所有对象共有，且可通过类名::直接调用，故不能使用this指针

类内使用static有什么要注意的

• static修饰的类对象必须在类外进行初始化
• static修饰的成员函数不能访问非static成员变量
• static修饰的成员函数不能被virtual修饰

为什么static类对象必须在类外初始化

• static修饰的变量在相关代码开始运行时即初始化，先于对象存在，因此需要类外初始化
• 如果不初始化会报连接错误

为什么static成员函数不能访问非static成员变量

• C++访问成员变量的方法是通过this指针，但static函数没有this指针，因此不能访问非static成员函数

为什么static成员函数不能被virtual修饰

• 虚函数的实现是为每一个对象分配一个vptr指针，指向虚函数表，而vptr是通过this指针调用的，static函数没有this指针，故不能被virtual修饰

const的作用

• 修饰变量：修饰的变量不可被改变
• 修饰指针：可指定指针或指针指向的数据不可改变
• 修饰引用：修饰的引用所指的对象不可改变
• 修饰参数：修饰的变量在函数内部不可改变
• 修饰成员函数：修饰函数不可改变成员变量

类的常对象可以访问类的非常成员函数吗

• 不能，任何没被const修饰的成员函数被认为会修改类的成员变量

非const成员函数可以访问const对象的数据成员吗

• 不能，任何没被const修饰的成员函数被认为会修改类的成员变量

const成员函数可以访问非const对象的数据成员吗

• 可以访问，因为const成员函数只是不能修改成员变量，并非不能访问成员变量

使用const关键字需要注意些什么

• const变量定义时必须初始化

const修饰指针的几种情况

• 指针不可变：int * const p;
• 指针指向的值不可变：int const *p;
• 指针与指针指向的值均不可变：int const * const p;

extern的作用

• 引入外部变量/函数：修饰的变量会自动去别的文件查找
• 指示调用C/C++库函数：extern "C"声明函数为C函数

有全局变量了为什么还要用extern

• 如果不同文件共同include同一个文件，则被引用文件中的变量定义会重复，使用extern可以只声明而不定义。

inline的作用

• 内联函数，提高效率

内联函数的原理

• 在编译期间，对调用内联函数的地方的代码替换成函数代码

类相关

构造函数与析构函数的作用

• 构造函数起初始化值的作用，会在对象实例化时自动调用
• 析构函数用于撤销对象的操作，无参数，无返回值，不能重载，一个类只有一个析构函数，对象销毁时会自动调用析构函数

类成员初始化的方式有哪些

• 赋值初始化：会产生临时对象
• 初始化列表

赋值初始化和列表初始化有什么区别

• 赋值初始化在所有数据成员被分配内存空间后才进行
• 列表初始化在给数据成员分配内存空间时即进行

为什么列表初始化比赋值初始化要快一些

• 对于内置类型，不会调用构造函数，因此列表初始化与赋值初始化性能相同
• 对于类类型，因为在进入函数体之前，所有对象已构造完成，列表初始化在进入函数体之前，因此只需要构造一次，而赋值初始化在进入函数体之后进行，需要在进行一次赋值操作，会产生临时对象，进行拷贝构造

构造函数的执行顺序

• 虚基类构造函数
• 基类构造函数
• 类类型成员对象构造函数
• 派生类自己的构造函数

解释一下什么是虚基类

• 虚基类是为了防止重复继承而出现的机制，比如A继承于B和C，B和C均继承与D，那么A就会继承两份D的成员变量，将D声明为虚基类后，A只会继承一份

必须使用成员列表初始化的情况有哪些

• 初始化引用成员时，因为引用不可以被赋值
• 初始化常量成员时，因为常量不可以被赋值
• 基类构造函数有参数时，因为没有默认构造函数，无法空参构造
• 成员类构造函数有参数时，因为没有默认构造函数，无法空参构造

构造函数为什么不能是虚函数

• 虚函数是通过vptr指针实现指向虚函数表的，如果构造函数是虚函数，那么必须调用vptr指针，但此时对象还没实例化，昔找不到vptr，也就无法运行

基类析构函数为什么要是虚函数

• 为了防止内存泄漏，因为如果基类析构函数不是虚函数，那么如果派生类中申请了内存空间，并且通过基类指针指向的派生类删除时，只会调用基类的析构函数，派生类申请的空间无法释放

构造函数和析构函数中可以调用虚函数吗

• 可以，但不提倡，构造函数和析构函数中调用虚函数，使用的是该类中定义的虚函数，不会进行动态联编，如果子类中没有定义虚函数但构造函数中调用了它，会报错

虚函数的调用关系

• this -> vptr -> ctable -> virtual function

虚函数可以声明为inline吗

• 不能，虚因为函数在运行时进行类型确定，而内联函数在编译时完成函数替代

泛型相关

C++模板的底层实现

• 编译器对函数模板进行两次编译，在声明的地方对模板代码本身进行编译，在调用的地方对参数替换后的代码进行编译

模板为什么要经过两次编译

• 模板函数要被是李丽华之后才能成为真正的函数，如果只进行一次编译，那么若是引入的头文件中只有声明，没有定义，那么编译器无法实例化，造成连接错误