C/C++学习之路（一）校招后端面试题及答案（作者回忆版）

1.结构体对齐的问题

数据在计算机中一般是以8字节的整数倍为一个存储单元来存储的，而结构体中包含的各种数据类型并不一样长，结构体的总大小可能是5字节或是7字节等等。计算机一次只能存取整数个存储单元的数据，所以无论是5字节的数据还是8字节的数据，计算机都要存取两次。综上，结构体对齐可以方便计算机存取数据，减轻I/O压力。
那么，对齐的结构体的大小怎么计算呢？用以下两条的规则确定：（一）前面的单元的大小必须是后面单元大小的整数倍，如果不是就补齐。

（二）整个结构体的大小必须是最大字节的整数倍
相关知识：计算机组成原理
2.static关键字的解释
（一）在c语言中

  定义在函数内部的static型的变量的值不会在函数调用后消失，而是会被保留。定义在函数外部的static只在文件内可视。
  解释：函数内部的局部变量、函数参数，是放在系统栈内的，随着调用结束，栈中的数据会消失，所以函数内部的局部变量的值会随着函数调用结束而消失。但static型的变量放在静态区（全局变量也放在这里），不会随着函数调用结束而被丢弃。

（二）在C++中

  static的作用主要有（1）隐藏（函数/变量均可）（2）确保变量的生存期（记忆功能和全局生存性）（3）默认初始化为0。
  （4）静态全局变量不会被外部文件所用（即私有化），普通全局变量可以被外部文件使用。
  特别的，对C++中的类使用static关键字，有以下特征：
  （一）static静态成员函数属于类，而不是属于某个对象。
  （二）由于（一），static静态成员函数没有this指针，只能访问静态成员函数和静态成员变量。反过来，非静态成员函数可以访问静态成员函数和静态成员变量。
  （三）不能把静态成员函数定义为虚函数。
  （四）static不能继承，virtual隐性继承。
  （五）静态成员变量要初始化
  （六）static不增加额外时空开销，可以方便地用于子类和父类的通信。
  （七）在类外初始化，不加权限修饰符，一般格式为：<数据类型><类名>::<静态成员名>=<val>

3.隐藏、覆盖与重载的区别

 覆盖：指子类覆盖父类函数。
 特征：（1）分别位于子类和父类中
 （2）函数名字和参数要相同
 （3）父类的函数是虚函数
 隐藏：子类屏蔽了父类的同名函数（与参数列表无关）
 特征（满足其一即可）：
 （1）子类父类函数同名，但参数列表不同
 （2）父类没virtual，子类父类函数同名且参数列表相同
 重载：在同一个访问区内被声明的几个同名函数，按照其参数列表，编译器决定调用哪个函数。被重载的函数可以被virtual修饰，也可以不被virtual修饰。

4.extern关键字解释

 （一）告诉编译器这个模块或者函数，定义在别的文件中。
 （二）与“C”连用时，表示按照C的规则去翻译

5.const关键字解释

 限定一个变量不允许改变，产生静态作用。节省空间，编译器不为const分配内存，而是放在符号表中，使其成为一个编译期间存在的常量，没有存储和读内存的操作，效率比较高。另外，由于const是一个常量，可以保护一些内容。
 const定义常量，只是给出了对应的内存地址，而#define则是给出了立即数。所以const常量在程序运行过程中只有一份拷贝，而#define定义在内存中有若干份拷贝。

6.内联函数与宏定义

内联函数是由inline关键字声明的函数，是C++的一个特殊的函数，它建议编译器将函数体直接插入函数调用处，而非通过函数调用机制调用，在编译阶段完成。
宏定义是在预编译阶段完成，要给能加括号的东西都加括号。

7.左值和右值

左值：代表一个在内存中占有确定位置的变量。
右值：非左值。

8.C++的多态性

一句话概括，在基类中用virtual修饰成员函数，在子类中重写该函数。虚函数肯定是类的成员函数。
存在虚函数的类都有一个一维的虚表，类的对象有一个指向虚表开始的指针vptr，虚表与类对应，虚指针与对象相对应。
虚函数表并不真实存在，只是虚表的一部分。
虚表的结构：
offset
RTTI
虚函数1
虚函数2
多态性就是一个接口多种实现，抽象类至少包含一个虚函数的类。（抽象类就是申明了纯虚函数的类）。

9.为什么含虚函数的类中析构函数要定义成虚函数？

派生类的析构函数只会析构它自己的那部分，如果基类的虚构函数不是虚函数，则不能调用基类的析构函数析构从基类继承来的那部分成员，所以会出现删一般的现象，从而造成内存泄漏。

10.为什么构造函数不要定义成虚函数？

在基类的构造过程中，虚函数的调用从不会传递到派生类中。析构函数不要抛出异常，否则可能会导致程序不正常退出。

11.友元类和友元函数

在C++中，类的成员数据通常都是私有的，当我们需要一个可以随时访问私有成员不属于该类的函数时，就把这个函数定义为友元函数，友元不能继承，是单向友元。

12.STL容器底层实现

vector：动态数组
双端队列：双向列表
双端链表：双端数组
set：红黑树
map：红黑树
stack：list
priority_queue：vector实现
hash_set：hash表

13.红黑树，B树，B+树

（1）红黑树是二叉查找树，也是平衡树。红黑树是一种含有红黑结点并且能自平衡的二叉查找树。红黑树不是完美平衡二叉树，而是黑色平衡二叉树。
（一）.每个结点不是黑色就是红色
（二）.根节点是黑色的
（三）.每个叶子都是黑的
（四）.任意根节点到任一叶子的路径都包含同样多的黑色结点。
三种平衡策略：左旋、右旋、变色。
红黑树插入的总是红色结点。
（2）B树是一种树状数据结构，是为了硬盘或者其他存储设备设计的一种多叉树。一个含有n个结点的B树高度是lgn。可以在O（lgn）内实现插入和删除。
一棵m阶B树的特性如下：
（一）每个节点最多有m个孩子
（二）除根结点和叶子结点外，每个结点至少有ceil（m/2）个孩子
（三）每个非终端结点不包含记录
B+树的叶子包含全部关键字信息，每个非终端结点都是索引，VSAM