C/C++面试常问题集(1)

1、C和C++的区别 / 面向对象语言和面向过程语言的区别

• C是面向过程的语言，是一个结构化的语言，考虑如何通过一个过程对输入进行处理得到输出，它的重点在于算法和数据结构
• C++是面向对象的语言，首要考虑的是如何构造一个对象模型，让这个模型能够契合与之对应的问题域，这样就可以通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程（事务）控制。主要特征是“封装、继承和多态”。封装隐藏了实现细节，使得代码模块化；派生类可以继承父类的数据和方法，扩展了已经存在的模块，实现了代码重用；多态则是“一个接口，多种实现”，通过派生类重写父类的虚函数，实现了接口的重用。
• 所以C与C++的最大区别在于它们的用于解决问题的思想方法不一样。之所以说C++比C更先进，是因为“设计这个概念已经被融入到C++之中 ”。

面向过程语言

优点：性能比面向对象高，易于调试和维护，效率高，可移植性强；因为类调用时需要实例化，开销比较大，比较消耗资源;比如单片机、嵌入式开发、 Linux/Unix等一般采用面向过程开发，性能是最重要的因素。

缺点：没有面向对象易维护、易复用、易扩展

面向对象语言

优点：易复用、易扩展，由于面向对象有封装、继承、多态性的特性，可以设计出低耦合的系统，使系统更加灵活、更加易于维护 。可以使用多继承、多态进行面向对象的编程，可以担负起以模版为特征的泛型化编程。

缺点：性能比面向过程低

• C和C++动态管理内存的方法不一样，C是使用malloc/free，而C++除此之外还有new/delete关键字。
• C++支持函数重载，C不支持函数重载
• C++中有引用，C中不存在引用的概念

面向过程和面向对象的区别

（1）面向过程：面向过程编程就是分析出解决问题的步骤，然后把这些步骤一步一步的实现，使用的时候一个一个的依次调用就可以了。

（2）面向对象：面向对象编程就是把问题分解成各个对象，建立对象的目的不是为了完成一个步骤，而是为了描述某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。

2、#include<file.h> #include "file.h" 有什么区别?

前者是从标准库路径寻找，后者是从当前工作路径

包含到c源程序中的头文件可以是系统提供的，这些头文件一般被放在/usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号(< >)。另外开发人员也可以定义自己的头文件，这些文件一般与c源程序放在同一目录下，此时在#include中要用双引号('')。

3、C/C++文件编译与执行的四个阶段?

1）预处理：根据文件中的预处理指令来修改源文件的内容

2）编译：编译成汇编代码

3）汇编：把汇编代码翻译成目标机器指令

4）链接：链接目标代码生成可执行程序

C语言的编译链接过程要把我们编写的一个c程序(源代码)转换成可以在硬件上运行的程序(可执行代码)，需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代码翻译为机器语言形式的目标文件的过程。链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的过程。

编译

　　编译是读取源程序(字符流)，对之进行词法和语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码，源文件的编译过程包含两个主要阶段：

　　第一个阶段是预处理阶段，在正式的编译阶段之前进行。预处理阶段将根据已放置在文件中的预处理指令来修改源文件的内容。(1)宏定义指令，如 #define a b

　　(2)条件编译指令，如#ifdef，#ifndef，#else，#elif，#endif等。　

　　(3)头文件包含指令，如#include 'FileName'或者#include 等。

　采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的C源程序使用。因为在需要用到这些定义的C源程序中，只需加上一条#include语句即可，而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中，以供编译程序对之进行处理。

　　(4)特殊符号，预编译程序可以识别一些特殊的符号。

第二个阶段编译、优化阶段，经过预编译得到的输出文件中，只有常量;如数字、字符串、变量的定义，以及C语言的关键字，如main,if,else,for,while,{,}, +,-,*,\等等。

　　编译程序所要作得工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后，将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。

汇编

　　汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。对于被翻译系统处理的每一个C语言源程序，都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标文件中所存放的也就是与源程序等效的目标的机器语言代码。目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段：

　　代码段：该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的，但一般却不可写。

　　数据段：主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读，可写，可执行的。

链接

　　由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行，其中可能还有许多没有解决的问题。例如，某个源文件中的函数可能引用了另一个源文件中定义的某个符号(如变量或者函数调用等);在程序中可能调用了某个库文件中的函数，等等。所有的这些问题，都需要经链接程序的处理方能得以解决。链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接，也即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来，使得所有的这些目标文件成为一个能够装入执行的统一整体。

根据开发人员指定的同库函数的链接方式的不同，链接处理可分为两种（动态链接库.so和静态链接库.a）

　　(1)静态链接

　　在这种链接方式下，函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合，其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。可移植性好。

　　(2) 动态链接

　　在此种方式下，函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少量的登记信息。在此可执行文件被执行时，动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。可移植性差。

　　对于可执行文件中的函数调用，可分别采用动态链接或静态链接的方法。使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小，并且当共享对象被多个进程使用时能节约一些内存，因为在内存中只需要保存一份此共享对象的代码。但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越。在某些情况下动态链接可能带来一些性能上损害。

4、堆和栈有什么区别?

一、程序的内存分配方式不同

栈区（stack）：由系统自动分配，其操作方式类似于数据结构的栈。

堆区（heap）：一般是由程序员手动分配释放，若程序员不释放的话，程序结束时可能由OS回收，值得注意的是他与数据结构的堆是两回事，分配方式倒是类似于数据结构的链表。C 中用函数 malloc分配空间，用 free 释放，C++用 new 分配，用 delete 释放。

二、 申请的大小限制不同

栈：在 windows 下，栈是从高向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域，栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，能从栈获得的空间较小。只要栈的剩余空间大于所申请的空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：堆是从低向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域；关于堆上内存空间的分配过程，首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，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。另外，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。由于系统是用链表存储空闲内存地址，自然堆就是不连续的内存区域，堆得大小受限于计算机系统的有效虚拟内存空间，由此空间，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

三、申请的效率不同

栈：栈由系统自动分配，速度快，效率高，会在硬件层级对栈提供支持，但是程序员无法控制。

堆：堆是有程序员自己分配，速度较慢，效率低，容易产生内存碎片，不过用起来方便。

四、堆和栈的存储内容不同

栈：在函数调用时，函数返回地址、相关参数、局部变量和寄存器内容等。当主函数调用另外一个函数的时候，要对当前函数执行断点进行保存，需要使用栈来实现，首先入栈的是主函数下一条指令的地址，即扩展指针寄存器的内存（eip），然后是当前栈的底部地址，即扩展基址指针寄存器内容（ebp），再然后是被调函数的实参等，一般情况下是按照从右向左的顺序入栈，之后是调用函数的局部变量。出栈的顺序正好相反，最终栈顶指向主函数下一条语句的地址，主程序又从该地址开始执行。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小，具体内容由程序员安排。

5、深拷贝和浅拷贝的区别 ?

浅拷贝只是对指针的拷贝，浅拷贝后两个指针指向同一个内存空间；

深拷贝不仅对指针进行拷贝，而且对指针指向的内容进行拷贝，经深拷贝后的指针是指向两个不同地址的指针。

当对一个已知对象进行拷贝时，编译系统会自动调用一种构造函数——拷贝构造函数，如果用户未定义拷贝构造函数，则会调用默认拷贝构造函数。当拷贝一个基类指针到派生类时，如果调用系统默认的拷贝构造函数，这时只是对指针进行拷贝，两个指针指向同一个地址，这就会导致指针被分配了一次内存，但内存被释放了两次（两次调用析构函数），造成程序崩溃。所以在对含有指针成员的对象进行拷贝时，必须要自己定义拷贝构造函数，使拷贝后的对象指针成员有自己的内存空间，即进行深拷贝，这样就避免了内存泄漏发生。