C++软件开发----高频面试笔试题目

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-03-01 12:21 26阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  C++基础
 *   *  常量
     *  数据类型
     *  冒泡排序
     *  指针
     *  结构体
 *  c++核心
 *   *  内存分区模型
     *   *  程序运行前
         *  程序运行后
     *  引用
     *  指针和引用的区别
     *  函数的默认参数
     *  函数重载
     *  重载和重写的区别
     *  类和对象
     *   *  封装
         *  struct和class的区别
         *  构造函数和析构函数
         *  拷贝构造
         *  深拷贝和浅拷贝
         *  静态成员
     *  C++对象模型和this指针
     *   *  成员变量和成员函数分开存储
         *  this指针
         *  const修饰成员函数
         *  友元
     *  继承
     *   *  继承中构造和析构顺序
         *  继续中同名函数处理
         *  多继承
     *  多态
     *   *  多态的基本概念
         *  纯虚函数和抽象类
         *  虚析构和纯虚函数析构
     *  文件操作
     *   *  写文件
         *  读文件

# C++基础 #

## 常量 ##

**C++定义常量两种方式**

1.  **\#define**宏定义：

define 常量名 常量值

1.  **const**修饰的变量

const 数据类型 常量名=常量值

## 数据类型 ##

1.  **字符串型**
    
    `c风格字符型` : char 变量名\[\]=“字符串值”
    
    `C++ 风格字符串` : string 变量名=“字符串值”

## 冒泡排序 ##

最常用的排序算法，对数组内元素进行排序。

1.  比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2.  对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
3.  重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较

示例： 将数组 \{ 4,2,8,0,5,7,1,3,9 \} 进行升序排序

//冒泡排序函数
    void bubbleSort(int * arr, int len)  //int * arr 也可以写为int arr[]
    {
        
    	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
    	{
        
    		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
    		{
        
    			if (arr[j] > arr[j + 1])
    			{
        
    				int temp = arr[j];
    				arr[j] = arr[j + 1];
    				arr[j + 1] = temp;
    			}
    		}
    	}
    }
    
    //打印数组函数
    void printArray(int arr[], int len)
    {
        
    	for (int i = 0; i < len; i++)
    	{
        
    		cout << arr[i] << endl;
    	}
    }
    
    int main() {
        
    
    	int arr[10] = {
         4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
    	int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
    
    	bubbleSort(arr, len);
    
    	printArray(arr, len);
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

## 指针 ##

**1.指针变量和普通变量的区别**

*  普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
 *  指针变量可以通过" \* "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

**2.空指针和野指针**

*  **空指针**：指针变量指向内存中编号为0的空间
 *  **用途**：初始化指针变量
 *  **注意**：空指针指向的内存是不可以访问的
 *  **示例**：空指针

int main() {
        
    
    	//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
    	int * p = NULL;
    
    	//访问空指针报错 
    	//内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
    	cout << *p << endl;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

*  **野指针**：指针变量指向非法的内存空间
 *  **示例2：野指针**

int main() {
        
    
    	//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
    	int * p = (int *)0x1100;
    
    	//访问野指针报错 
    	cout << *p << endl;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

*  **总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。**

**3.智能指针**

智能指针就是一个类，当超出类的作用域时，类会自动调用析构函数，自动释放资源。

智能指针主要管理在一个指针，因为申请的空间在函数结束时忘记释放了造成内存泄露。使用智能指针可以避免这个问题。

**4.const修饰指针**

const修饰指针有三种情况

1.  const修饰指针 — 常量指针
2.  const修饰常量 — 指针常量
3.  const即修饰指针，又修饰常量

int main() {
        
    
    	int a = 10;
    	int b = 10;
    
    	//const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
    	const int * p1 = &a; 
    	p1 = &b; //正确
    	//*p1 = 100;  报错
    	
    
    	//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
    	int * const p2 = &a;
    	//p2 = &b; //错误
    	*p2 = 100; //正确
    
        //const既修饰指针又修饰常量
    	const int * const p3 = &a;
    	//p3 = &b; //错误
    	//*p3 = 100; //错误
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

*  **技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量**

## 结构体 ##

结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型

# c++核心 #

## 内存分区模型 ##

**1.C++程序在执行时，将内存大方向划分为4个区域**

*  代码区：存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理的
 *  全局区：存放全局变量和静态变量以及常量
 *  栈区：由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等
 *  堆区：由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

**2.内存分区的意义**

不同区域存放的数据，赋予不同的生命周期, 给我们更大的灵活编程

### 程序运行前 ###

在程序编译后，生成了exe可执行程序，**未执行该程序前**分为两个区域

**代码区：**

存放 CPU 执行的机器指令

代码区是**共享**的，共享的目的是对于频繁被执行的程序，只需要在内存中有一份代码即可

代码区是**只读**的，使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令

**全局区：**

全局变量和静态变量存放在此.

全局区还包含了常量区, 字符串常量和其他常量也存放在此.

该区域的数据在程序结束后由操作系统释放.

### 程序运行后 ###

**栈区：**

由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等

注意事项：不要返回局部变量的地址，栈区开辟的数据由编译器自动释放

**堆区：**

由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收

在C++中主要利用new在堆区开辟内存

## 引用 ##

引用的本质：给数据类型起别名

数据类型 &别名=原名

*  引用必须初始化
 *  引用在初始化后，不可以改变

本质：**引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.**

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
    void func(int& ref){
        
    	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
    }
    int main(){
        
    	int a = 10;
        
        //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
    	int& ref = a; 
    	ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
        
    	cout << "a:" << a << endl;
    	cout << "ref:" << ref << endl;
        
    	func(a);
    	return 0;
    }

## 指针和引用的区别 ##

**指针**：是一个变量类型；指针可以不进行初始化；指针初始化后可以改变，在写代码时需要大量的检测  
**引用**：是一个别名；引用必须要初始化；引用初始化后不可改变，无需检测

## 函数的默认参数 ##

在C++中，函数的形参列表中的形参是可以有默认值的。

语法：`返回值类型 函数名 （参数= 默认值）{}`

int func(int a, int b = 10, int c = 10) {
        
    	return a + b + c;
    }
    //1. 如果某个位置参数有默认值，那么从这个位置往后，从左向右，必须都要有默认值
    //2. 如果函数声明有默认值，函数实现的时候就不能有默认参数

## 函数重载 ##

**作用**：函数名可以相同，提高复用性

**函数重载满足条件：**

*  同一个作用域下
 *  函数名称相同
 *  函数参数**类型不同** 或者 **个数不同** 或者 **顺序不同**

**注意:** 函数的返回值不可以作为函数重载的条件

## 重载和重写的区别 ##

**重载**：是指函数名相同，而这些函数的参数表不同。

**重写**：是指子类重新定义父类虚函数的方法。和多态相关。

## 类和对象 ##

C++面向对象的三大特性为：封装、继承、多态

C++认为==万事万物都皆为对象，对象上有其属性和行为

### 封装 ###

封装的意义：

*  将属性和行为作为一个整体，表现生活中的事物
 *  将属性和行为加以权限控制

**封装意义一：**

在设计类的时候，属性和行为写在一起，表现事物

**封装意义二：**

类在设计时，可以把属性和行为放在不同的权限下，加以控制

访问权限有三种：

1.  public 公共权限
2.  protected 保护权限
3.  private 私有权限

### struct和class的区别 ###

在C++中 struct和class唯一的**区别**就在于 **默认的访问权限不同**

区别：

*  struct 默认权限为公共
 *  class 默认权限为私有

### 构造函数和析构函数 ###

对象的**初始化和清理**也是两个非常重要的安全问题

一个对象或者变量没有初始状态，对其使用后果是未知

同样的使用完一个对象或变量，没有及时清理，也会造成一定的安全问题

c++利用了**构造函数**和**析构函数**解决上述问题，这两个函数将会被编译器自动调用，完成对象初始化和清理工作。

对象的初始化和清理工作是编译器强制要我们做的事情，因此如果**我们不提供构造和析构，编译器会提供**

**编译器提供的构造函数和析构函数是空实现。**

*  构造函数：主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值，构造函数由编译器自动调用，无须手动调用。
 *  析构函数：主要作用在于对象**销毁前**系统自动调用，执行一些清理工作。

### 拷贝构造 ###

C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况

*  使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象
 *  值传递的方式给函数参数传值
 *  以值方式返回局部对象

### 深拷贝和浅拷贝 ###

**浅拷贝**：简单的赋值拷贝操作

没有给新的指针申请内存来存内容，新的对象里面的指针和传进的指针都是指向同一块内存

**深拷贝**：在堆区重新申请空间，进行拷贝操作

给新的指针申请内存来存内存，这样就不会出现浅拷贝所出现的问题了

### 静态成员 ###

静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static，称为静态成员

静态成员分为：

*  静态成员变量
    
     *  所有对象共享同一份数据
     *  在编译阶段分配内存
     *  类内声明，类外初始化
 *  静态成员函数
    
     *  所有对象共享同一个函数
     *  静态成员函数只能访问静态成员变量

## C++对象模型和this指针 ##

### 成员变量和成员函数分开存储 ###

在C++中，类内的成员变量和成员函数分开存储

只有非静态成员变量才属于类的对象上

\*\*《非静态成员变量占对象空间  
int mA;  
静态成员变量不占对象空间  
static int mB;》 \*\*

class Person {
        
    public:
    	Person() {
        
    		mA = 0;
    	}
    	//非静态成员变量占对象空间
    	int mA;
    	//静态成员变量不占对象空间
    	static int mB; 
    	//函数也不占对象空间，所有函数共享一个函数实例
    	void func() {
        
    		cout << "mA:" << this->mA << endl;
    	}
    	//静态成员函数也不占对象空间
    	static void sfunc() {
        
    	}
    };
    
    int main() {
        
    
    	cout << sizeof(Person) << endl;
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

### this指针 ###

**this指针指向被调用的成员函数所属的对象**

this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针

this指针不需要定义，直接使用即可

### const修饰成员函数 ###

**常函数：**

*  成员函数后加const后我们称为这个函数为**常函数**
 *  常函数内不可以修改成员属性
 *  成员属性声明时加关键字mutable后，在常函数中依然可以修改

**常对象：**

*  声明对象前加const称该对象为常对象
 *  常对象只能调用常函数

class Person {
        
    public:
    	Person() {
        
    		m_A = 0;
    		m_B = 0;
    	}
    
    	//this指针的本质是一个指针常量，指针的指向不可修改
    	//如果想让指针指向的值也不可以修改，需要声明常函数
    	void ShowPerson() const {
        
    		//const Type* const pointer;
    		//this = NULL; //不能修改指针的指向 Person* const this;
    		//this->mA = 100; //但是this指针指向的对象的数据是可以修改的
    
    		//const修饰成员函数，表示指针指向的内存空间的数据不能修改，除了mutable修饰的变量
    		this->m_B = 100;
    	}
    
    	void MyFunc() const {
        
    		//mA = 10000;
    	}
    
    public:
    	int m_A;
    	mutable int m_B; //可修改 可变的
    };
    
    
    //const修饰对象  常对象
    void test01() {
        
    
    	const Person person; //常量对象  
    	cout << person.m_A << endl;
    	//person.mA = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
    	person.m_B = 100; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量
    
    	//常对象访问成员函数
    	person.MyFunc(); //常对象不能调用const的函数
    
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

### 友元 ###

友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员

友元的关键字为 friend

**函数调用运算符重载**

*  函数调用运算符 () 也可以重载
 *  由于重载后使用的方式非常像函数的调用，因此称为仿函数
 *  仿函数没有固定写法，非常灵活

class MyPrint
    {
        
    public:
    	void operator()(string text)
    	{
        
    		cout << text << endl;
    	}
    
    };
    void test01()
    {
        
    	//重载的（）操作符 也称为仿函数
    	MyPrint myFunc;
    	myFunc("hello world");
    }
    
    
    class MyAdd
    {
        
    public:
    	int operator()(int v1, int v2)
    	{
        
    		return v1 + v2;
    	}
    };
    
    void test02()
    {
        
    	MyAdd add;
    	int ret = add(10, 10);
    	cout << "ret = " << ret << endl;
    
    	//匿名对象调用  
    	cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    	test02();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

## 继承 ##

**继承的好处**：可以减少重复的代码

class A : public B;

A 类称为子类 或 派生类

B 类称为父类 或 基类

**派生类中的成员，包含两大部分**：

一类是从基类继承过来的，一类是自己增加的成员。

从基类继承过过来的表现其共性，而新增的成员体现了其个性。

### 继承中构造和析构顺序 ###

子类继承父类后，当创建子类对象，也会调用父类的构造函数

\*\*总结：\*\*继承中 先调用父类构造函数，再调用子类构造函数，析构顺序与构造相反

### 继续中同名函数处理 ###

*  访问子类同名成员 直接访问即可
 *  访问父类同名成员 需要加作用域

1.  子类对象可以直接访问到子类中同名成员
2.  子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
3.  当子类与父类拥有同名的成员函数，子类会隐藏父类中同名成员函数，加作用域可以访问到父类中同名函数

### 多继承 ###

*  菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据，导致资源浪费以及毫无意义
 *  利用虚继承可以解决菱形继承问题

## 多态 ##

### 多态的基本概念 ###

多态分为两类

*  静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态，复用函数名
 *  动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态

静态多态和动态多态区别：

*  静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
 *  动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址

多态满足条件

*  有继承关系
 *  子类重写父类中的虚函数

多态使用条件

*  父类指针或引用指向子类对象

重写：函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写

class Animal
    {
        
    public:
    	//Speak函数就是虚函数
    	//函数前面加上virtual关键字，变成虚函数，那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。
    	virtual void speak()
    	{
        
    		cout << "动物在说话" << endl;
    	}
    };
    
    class Cat :public Animal
    {
        
    public:
    	void speak()
    	{
        
    		cout << "小猫在说话" << endl;
    	}
    };
    
    class Dog :public Animal
    {
        
    public:
    
    	void speak()
    	{
        
    		cout << "小狗在说话" << endl;
    	}
    
    };
    //我们希望传入什么对象，那么就调用什么对象的函数
    //如果函数地址在编译阶段就能确定，那么静态联编
    //如果函数地址在运行阶段才能确定，就是动态联编
    
    void DoSpeak(Animal & animal)
    {
        
    	animal.speak();
    }
    //
    //多态满足条件： 
    //1、有继承关系
    //2、子类重写父类中的虚函数
    //多态使用：
    //父类指针或引用指向子类对象
    
    void test01()
    {
        
    	Cat cat;
    	DoSpeak(cat);
    
    
    	Dog dog;
    	DoSpeak(dog);
    }
    
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

### 纯虚函数和抽象类 ###

在多态中，通常父类中虚函数的实现是毫无意义的，主要都是调用子类重写的内容

因此可以将虚函数改为**纯虚函数**

纯虚函数语法：`virtual 返回值类型 函数名 （参数列表）= 0 ;`

当类中有了纯虚函数，这个类也称为抽象类

**抽象类特点**：

*  无法实例化对象
 *  子类必须重写抽象类中的纯虚函数，否则也属于抽象类

class Base
    {
        
    public:
    	//纯虚函数
    	//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
    	//抽象类无法实例化对象
    	//子类必须重写父类中的纯虚函数，否则也属于抽象类
    	virtual void func() = 0;
    };
    
    class Son :public Base
    {
        
    public:
    	virtual void func() 
    	{
        
    		cout << "func调用" << endl;
    	};
    };
    
    void test01()
    {
        
    	Base * base = NULL;
    	//base = new Base; // 错误，抽象类无法实例化对象
    	base = new Son;
    	base->func();
    	delete base;//记得销毁
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

### 虚析构和纯虚函数析构 ###

多态使用时，如果子类中有属性开辟到堆区，那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码

解决方式：将父类中的析构函数改为**虚析构**或者**纯虚析构**

虚析构和纯虚析构共性：

*  可以解决父类指针释放子类对象
 *  都需要有具体的函数实现

虚析构和纯虚析构区别：

*  如果是纯虚析构，该类属于抽象类，无法实例化对象

虚析构语法：

`virtual ~类名(){}`

纯虚析构语法：

`virtual ~类名() = 0;`

`类名::~类名(){}`

class Animal {
        
    public:
    
    	Animal()
    	{
        
    		cout << "Animal 构造函数调用！" << endl;
    	}
    	virtual void Speak() = 0;
    
    	//析构函数加上virtual关键字，变成虚析构函数
    	//virtual ~Animal()
    	//{
        
    	//	cout << "Animal虚析构函数调用！" << endl;
    	//}
    
    
    	virtual ~Animal() = 0;
    };
    
    Animal::~Animal()
    {
        
    	cout << "Animal 纯虚析构函数调用！" << endl;
    }
    
    //和包含普通纯虚函数的类一样，包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
    
    class Cat : public Animal {
        
    public:
    	Cat(string name)
    	{
        
    		cout << "Cat构造函数调用！" << endl;
    		m_Name = new string(name);
    	}
    	virtual void Speak()
    	{
        
    		cout << *m_Name <<  "小猫在说话!" << endl;
    	}
    	~Cat()
    	{
        
    		cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
    		if (this->m_Name != NULL) {
        
    			delete m_Name;
    			m_Name = NULL;
    		}
    	}
    
    public:
    	string *m_Name;
    };
    
    void test01()
    {
        
    	Animal *animal = new Cat("Tom");
    	animal->Speak();
    
    	//通过父类指针去释放，会导致子类对象可能清理不干净，造成内存泄漏
    	//怎么解决？给基类增加一个虚析构函数
    	//虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
    	delete animal;
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

**总结：**

1. 虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象

2. 如果子类中没有堆区数据，可以不写为虚析构或纯虚析构

3. 拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类

## 文件操作 ##

程序运行时产生的数据都属于临时数据，程序一旦运行结束都会被释放

通过**文件可以将数据持久化**

C++中对文件操作需要包含头文件 < fstream >

文件类型分为两种：

1.  **文本文件** \- 文件以文本的**ASCII码**形式存储在计算机中
2.  **二进制文件** \- 文件以文本的**二进制**形式存储在计算机中，用户一般不能直接读懂它们

操作文件的三大类:

1.  ofstream：写操作
2.  ifstream： 读操作
3.  fstream ： 读写操作

### 写文件 ###

写文件步骤如下：

1.  包含头文件
    
    \#include <fstream>
2.  创建流对象
    
    ofstream ofs;
3.  打开文件
    
    ofs.open(“文件路径”,打开方式);
4.  写数据
    
    ofs << “写入的数据”;
5.  关闭文件
    
    ofs.close();

#include <fstream>
    
    void test01()
    {
        
    	ofstream ofs;
    	ofs.open("test.txt", ios::out);
    
    	ofs << "姓名：张三" << endl;
    	ofs << "性别：男" << endl;
    	ofs << "年龄：18" << endl;
    
    	ofs.close();
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

总结：

*  文件操作必须包含头文件 fstream
 *  读文件可以利用 ofstream ，或者fstream类
 *  打开文件时候需要指定操作文件的路径，以及打开方式
 *  利用<<可以向文件中写数据
 *  操作完毕，要关闭文件

### 读文件 ###

读文件步骤如下：

1.  包含头文件
    
    \#include <fstream>
2.  创建流对象
    
    ifstream ifs;
3.  打开文件并判断文件是否打开成功
    
    ifs.open(“文件路径”,打开方式);
4.  读数据
    
    四种方式读取
5.  关闭文件
    
    ifs.close();

#include <fstream>
    #include <string>
    void test01()
    {
        
    	ifstream ifs;
    	ifs.open("test.txt", ios::in);
    
    	if (!ifs.is_open())
    	{
        
    		cout << "文件打开失败" << endl;
    		return;
    	}
    
    	//第一种方式
    	//char buf[1024] = { 0 };
    	//while (ifs >> buf)
    	//{
        
    	//	cout << buf << endl;
    	//}
    
    	//第二种
    	//char buf[1024] = { 0 };
    	//while (ifs.getline(buf,sizeof(buf)))
    	//{
        
    	//	cout << buf << endl;
    	//}
    
    	//第三种
    	//string buf;
    	//while (getline(ifs, buf))
    	//{
        
    	//	cout << buf << endl;
    	//}
    
    	char c;
    	while ((c = ifs.get()) != EOF)
    	{
        
    		cout << c;
    	}
    
    	ifs.close();
    
    
    }
    
    int main() {
        
    
    	test01();
    
    	system("pause");
    
    	return 0;
    }

总结：

*  读文件可以利用 ifstream ，或者fstream类
 *  利用is\_open函数可以判断文件是否打开成功
 *  close 关闭文件