C++ 工程师面试体验

主要面的是C++,过后总结下吧~~有些答案结合了网上的“标准答案”给出的。。嘻嘻,不是抄袭,是借鉴哦~~

1.谈谈你对C++内存分配的理解


1.1 还是的先看看C++对内存分为哪几个区?


1、栈区(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。想知道为什么效率高吗?因为关于栈的操作如push集成在处理器的指令集中,效率很高,但是分配的内存容量有限。
2、堆区(heap) — 一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
3、全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。
4、文字常量区—常量字符串就是放在这里的。
5、程序代码区—存放函数体的二进制代码。


1.2 再给面试官谈谈new/delete和malloc/free的区别?


1、像我们的new/delete和malloc/free就是在上面所说的堆区上操作。程序员申请了内存,用完要记得释放,否则就内存泄露了。而且多次申请释放,会造成堆区碎片,这个需要注意下。
2、new/delete是操作符,而malloc/free是函数。前者可以被重载。前者可以有构造函数和析构函数。前者返回的某种类型对象的指针,后者返回VOID指针。


2.基于问题1,深入谈谈堆和栈


1、申请方式:


栈:函数内的局部变量:int a = 10;
堆:new / malloc


2、申请后的系统响应:


栈:只要申请的空间大小<栈的剩余空间,栈就分配。
堆:因为new,malloc都是C++封装的,里面做了这样的事:首先明白windows有这么一个记录空闲空间地址的链表,C++遍历该链表,先找到第一个空闲空间大小大于程序员申请的空间大小的地址(堆节点),将该堆节点从链表中删除,把该节点的空间分配给程序。对于大多数系统,会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。


3、申请大小:


栈:默认是1M?还是2M?
堆:看系统的虚拟内存有多大了。(请记住堆是一个节点为空闲内存空间的链表。。)堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的,自然是不连续的,而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。


4、申请效率:


栈:速度快,push,pop等指令都内置在处理器了,能不快吗?
堆:相对慢(为什么慢,可以看2,就知道它在申请的时候干了多少事),还容易产生内存碎片。不过容量大,操作方便。


5、存储内容:


栈(依次是):
主函数中后的下一条指令地址
然后是函数的各个参数(在大多数的C编译器中,参数是由右往左入栈的)
函数中的局部变量
堆:程序员随意安排。


6、存取效率:


先看看这段代码:

int main(){
 char a = 1;
 char c[] = "1234567890";
 char *p ="1234567890";
 a = c[1];
 a = p[1];
 return 0;
}

这是在函数内,char数组c,是在栈上。

char *p = "1234567890" ,其中虽然*p也是在栈上,但是"1234567890"在常量区。
 
再看看它们对应的汇编代码:

10: a = c[1];
00401067 8A 4D F1 mov cl,byte ptr [ebp-0Fh]
0040106A 88 4D FC mov byte ptr [ebp-4],cl
11: a = p[1];
0040106D 8B 55 EC mov edx,dword ptr [ebp-14h]
00401070 8A 42 01 mov al,byte ptr [edx+1]
00401073 88 45 FC mov byte ptr [ebp-4],al

可以看到在栈上的c[]只要两行就能取到内容,而p要先去把常量区的内容放到edx中,再存取。
说明纯栈操作,效率是要高一些的。
 
7、总结
 
看看一个经典代码就什么都懂了:

//main.cpp
int a = 0; //全局初始化区
char *p1; //全局未初始化区
main()
{
 int b; //栈
 char s[] = "abc"; //栈
 char *p2; //栈
 char *p3 = "123456"; //123456\0在常量区,p3在栈上。
 static int c =0; //全局(静态)初始化区
 p1 = (char *)malloc(10);
 p2 = (char *)malloc(20);
 //分配得来得10和20字节的区域就在堆区。
 strcpy(p1, "123456"); //123456\0放在常量区,编译器可能会将它与p3所指向的"123456"优化成一个地方。
}

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读C++ Primer 之构造函数陷阱

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读C++ Primer 之句柄类

C语言梳理一下,分布在以下10个章节中:

Linux-C成长之路(一):Linux下C编程概要

Linux-C成长之路(二):基本数据类型

Linux-C成长之路(三):基本IO函数操作

Linux-C成长之路(四):运算符

Linux-C成长之路(五):控制流

Linux-C成长之路(六):函数要义

Linux-C成长之路(七):数组与指针

Linux-C成长之路(八):存储类,动态内存

Linux-C成长之路(九):复合数据类型

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