360-c++开发面经

Posted 2021-06-10 扶摇就业

c++面向对象的特性

面向对象的三大特性：封装、继承、多态

封装：就是把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或对象操作，对不可信的进行信息隐藏。一个类就是一个封装了数据以及操作这些数据的代码的逻辑实体。在一个对象内部，某些代码或某些数据可以是私有的，不能被外界访问。通过这种方式，对象内部数据提供了不同级别的保护，以防止程序中无关的部分意外的改变或错误的使用了对象的私有部分。

继承：指可以让某个类型的对象获得另一个类型的对象的属性的方法。它支持按级分类的概念，它可以使用现有类的所有功能，并在无需重新编写原来的类的情况下对这些功能进行扩展。通过继承创建的新类称为“子类”或“派生类”，被继承的类称为“基类”、“父类”或“超类”。继承的实现过程，就是从一般到特殊的过程。要实现继承，可以通过“继承”和“组合”来实现。集成概念的实现方式有二类：实现继承与接口继承。

实现继承：是指直接使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力；

接口继承：是指仅使用属性和方法的名称、但是子类必须提供实现的能力。

多态：是指一个类实例的相同方法在不同情况下有不同表现形式。多态机制使具有不同内部结构的对象可以共享相同的外部接口。这意味着，虽然针对不同对象的具体操作不同，但通过一个公共的类，它们（那些操作）可以通过相同的方式予以调用。

new和malloc区别

属性

new/delete是C++关键字，需要编译器支持。malloc/free是库函数，需要头文件支持。

参数

使用new操作符申请内存分配时无须指定内存块的大小，编译器会根据类型信息自行计算。而malloc则需要显式地指出所需内存的尺寸。

返回类型

new操作符内存分配成功时，返回的是对象类型的指针，类型严格与对象匹配，无须进行类型转换，故new是符合类型安全性的操作符。而malloc内存分配成功则是返回void * ，需要通过强制类型转换将void*指针转换成我们需要的类型。

分配失败

new内存分配失败时，会抛出bac_alloc异常。malloc分配内存失败时返回NULL。

自定义类型

new会先调用operator new函数，申请足够的内存（通常底层使用malloc实现）。然后调用类型的构造函数，初始化成员变量，最后返回自定义类型指针。delete先调用析构函数，然后调用operator delete函数释放内存（通常底层使用free实现）。

malloc/free是库函数，只能动态的申请和释放内存，无法强制要求其做自定义类型对象构造和析构工作。

重载

内存区域

new操作符从自由存储区（free store）上为对象动态分配内存空间，而malloc函数从堆上动态分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请，该内存即为自由存储区。而堆是操作系统中的术语，是操作系统所维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配，C语言使用malloc从堆上分配内存，使用free释放已分配的对应内存。自由存储区不等于堆，如上所述，布局new就可以不位于堆中。

互斥锁和自旋锁的区别

自旋锁与互斥锁有点类似，只是自旋锁不会引起调用者睡眠，如果自旋锁已经被别的执行单元保持，调用者就一直循环在那里看是 否该自旋锁的保持者已经释放了锁，"自旋"一词就是因此而得名。其作用是为了解决某项资源的互斥使用。因为自旋锁不会引起调用者睡眠，所以自旋锁的效率远 高于互斥锁。虽然它的效率比互斥锁高，但是它也有些不足之处：

    1、自旋锁一直占用CPU，他在未获得锁的情况下，一直运行－－自旋，所以占用着CPU，如果不能在很短的时 间内获得锁，这无疑会使CPU效率降低。

    2、在用自旋锁时有可能造成死锁，当递归调用时有可能造成死锁，调用有些其他函数也可能造成死锁，如 copy_to_user()、copy_from_user()、kmalloc()等。

因此我们要慎重使用自旋锁，自旋锁只有在内核可抢占式或SMP的情况下才真正需要，在单CPU且不可抢占式的内核下，自旋锁的操作为空操作。自旋锁适用于锁使用者保持锁时间比较短的情况下。

 两种锁的加锁原理

互斥锁：线程会从sleep（加锁）——>running（解锁），过程中有上下文的切换，cpu的抢占，信号的发送等开销。

自旋锁：线程一直是running(加锁——>解锁)，死循环检测锁的标志位，机制不复杂。

互斥锁属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B)，它们分别运行在Core0和 Core1上。假设线程A想要通过pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁，而此时这个锁正被线程B所持有，那么线程A就会被阻塞 (blocking)，Core0 会在此时进行上下文切换(Context Switch)将线程A置于等待队列中，此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而自旋锁则不然，它属于busy-waiting类型的锁，如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁，那么线程A就会一直在 Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求，直到得到这个锁为止。

两种锁的区别

互斥锁的起始原始开销要高于自旋锁，但是基本是一劳永逸，临界区持锁时间的大小并不会对互斥锁的开销造成影响，而自旋锁是死循环检测，加锁全程消耗cpu，起始开销虽然低于互斥锁，但是随着持锁时间，加锁的开销是线性增长。

两种锁的应用

互斥锁用于临界区持锁时间比较长的操作，比如下面这些情况都可以考虑

1 临界区有IO操作

2 临界区代码复杂或者循环量大

3 临界区竞争非常激烈

4 单核处理器

至于自旋锁就主要用在临界区持锁时间非常短且CPU资源不紧张的情况下，自旋锁一般用于多核的服务器。

class 和struct的区别

1、class是引用类型，struct是值类型；

2、class可以继承类、接口和被继承，struct只能继承接口，不能被继承；

3、class有默认的无参构造函数，有析构函数，struct没有默认的无参构造函数，且只能声明有参的构造函数，没有析构函数；

4、class可以使用abstract和sealed，有protected修饰符，struct不可以用abstract和sealed，没有protected修饰符；

5、class必须使用new初始化，结构可以不用new初始化；

6、class实例由垃圾回收机制来保证内存的回收处理，而struct变量使用完后立即自动解除内存分配；

7、从职能观点来看，class表现为行为，而struct常用于存储数据；

8、作为参数传递时，class变量以按址方式传递，而struct变量是以按值方式传递的。

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