C++基础整理

1.面向对象的三大特性（核心都是为了代码重用）

• 封装：把客观事物抽象成类，并且将属性和操作属性的方法放在一起。
• 继承：是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。继承是指这样一种能力：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”。继承的过程，就是从一般到特殊的过程。要实现继承，可以通过“继承”（Inheritance）和“组合”（Composition）来实现。继承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：所谓多态就是指一个类实例的相同方法在不同情形有不同表现形式。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。

实现方法？编译器怎么支持？

2.类的访问权限

• public
• protected：可以被类中的函数，子类的函数，友元函数访问，但不可以由该类的对象访问
• private：可以被类中的函数，友元函数访问，但不可以由子类或者类的对象直接访问

class 的默认访问级别是private，struct的默认访问级别是public

3.类的构造函数、析构函数、赋值函数、拷贝构造函数、移动构造函数

• 构造函数：一种特殊的类成员函数，无返回值，函数名与类 同名。它提供了对成员变量进行初始化的方法（函数体内赋值或者使用初始化列表），使得在声明对象时能自动的初始化对象。
• 析构函数：一种特殊的类成员函数，无返回值，无参数，不能重载，用来在系统释放对象前做一些清理工作。
• 拷贝构造函数：特殊的构造函数，用基于同一类的一个对象构造和初始化另一个对象。（适合如下场景：一个对象以值传递的方式传入函数体、一个对象以值传递的方式从函数中返回，一个对象需要通过另一个对象进行初始化）
• 赋值函数：重载了赋值运算的类成员函数
• 移动构造函数：特殊的构造函数。考虑如下场景，当用对象a初始化对象b后，a不再使用了。如果b直接使用a的空间，就避免了新的空间的分配，大大降低了构造的成本。具体的讲，移动构造函数首先接管参数的内存地址空间，然后将其内部所有指针设置为nullptr，并且在原地址上进行新对象的构造，最后调用原对象的析构函数。（因为移动构造函数是对传递的参数进行浅拷贝，也就是说如果参数为指针变量，进行拷贝之后将会有两个指针指向同一地址空间，这个时候如果前一个指针对象进行了析构，则后一个指针将会变成野指针，从而引发错误）

注意！

• 如果成员是const、引用，或者属于某种未提供默认构造函数的类类型，则必须通过构造函数的初始化列表为这些成员提供初始值。
• 拷贝构造函数首先是构造函数，体现了初始化作用。而赋值函数体现在赋值，即被赋值的对象肯定是已经存在了的。
• 默认的拷贝构造函数（编译器帮你合成的）使用浅拷贝（逐bit复制）
• 移动构造函数的参数是右值引用，而构造函数的参数是左值引用。

#include 
using namespace std;
class demo{
public:
    demo():num(new int(0)){
        cout<<"construct!"<
        cout<<"copy construct!"<
        d.num = NULL;
        cout<<"move construct!"<
        cout<<"class destruct!"<
    return demo();
}
int main(){
    demo a = get_demo();
    return 0;
}

4.深拷贝与浅拷贝的区别

区别在于是否真正获取一个对象的实体。假如被复制对象的某个指针指向了另一个对象，浅拷贝只是增加了一个指针指向另一个对象，而深拷贝不仅增加了一个指针，还会申请一块内存，存放另一个对象的复制体。

5.空类有哪些函数？空类的大小？

编译器合成的默认构造函数，默认析构函数，默认复制构造函数，默认赋值函数。空类的大小视机器而定，一般编译器会为之插入一个char型数据，故大小为1。当空类是另一个类的成员时，为了补齐，编译器会对应填充几个字节进去。

6.内存分区：全局区、堆区、栈区、常量区、代码区

• 栈区：栈区由编译器自动分配释放；存放参数，局部变量，函数调用的返回地址；函数运行结束后自动释放空间，即调整esp和ebp；遵守先进后出原则；由高地址向低地址延伸。
• 堆区：调用malloc函数申请的内存空间，不用时需要调用free函数（无论是程序员调用还是编译器调用）释放，否则会造成内存泄漏；与栈区相反，由低地址向高地址延伸。
• 全局区（静态区）：存放静态变量和全局变量
• 常量区：存放字符串，数字，const 修饰的变量等常量；常量区的内容不可更改（设置了只读权限）
• 代码区：存放程序执行代码；字符串常量和 define 定义的常量也有可能存放在代码区。

7.new/delete与malloc/free的区别

相同点，都是从堆上申请一块空间；不同点在于：

• malloc 和 free 是函数，而 new 和 delete 是操作符（编译器可以识别）
• malloc 和 free 申请的空间不会被初始化，而 new 和 delete 会将其初始化再交给调用者
• malloc 申请空间时，需要明确给出申请空间的大小，而 new 只需要给出空间的使用类型
• malloc 的返回值是 v o i d ∗ void * void∗，在使用时需要强转，而 new 返回的是对应类型的指针。
• malloc 申请空间失败时，返回NULL，因此使用时需要判是否为空，而 new 申请失败时会抛出异常

void* malloc(size_t size)
void free(void* p)

8.new干了什么？

• 调用 operator new(用户可以重载) 分配内存
• 调用构造函数生成类对象
• 返回对应的指针

operator new最终还是调用malloc，并且有多种重载形式：

• void* operator(size_t size) throw (bad_alloc); 分配 size 字节的空间，成功则返回指向该空间首字节的指针，失败则抛出异常。用户可重载
• void* operator(size_t size, nothrow_t& nothrow_constant) throw(); 失败返回NULL指针，不抛出异常。用户可重载
• void* operator(size_t size, void* ptr) throw();(placement new) 不分配内存，直接在ptr指向的空间构造对象，之后返回实参指针ptr。用户不可重载

placement new 适合在那些需要高频率申请内存然后释放掉的场景，事先申请一块儿大的空间，然后在上面构造对象，析构对象，避免调用底层的malloc。

• 传入一个void类型的指针，所以即可以在堆上构造对象，也可以在栈上构造对象
• 指针指向的空间在调用发生之前已经申请好了
• 构造的对象不再使用时，需要显示的调用析构函数，以便其它对象的构造。

最后当这块空间不再使用时，调用delete或者其它方式释放掉。

9.内存泄露和内存溢出(OOM)

内存泄漏是指应用程序未能正确释放已经不再使用的内存，导致这块内存在程序运行期间不受应用程序控制，且不能被操作系统回收加以重新利用。多次泄漏的情况下会导致内存溢出。

内存溢出是指应用系统中存在无法回收的内存 或者 使用的内存过多，导致程序运行用到的内存大于操作系统能提供的最大内存，操作系统就会提示内存溢出。

造成内存泄漏的常见情况：

• 指针重新赋值
• 错误的内存释放，甚至没有释放（函数申请了临时空间，没有释放就返回）
• 返回值的不正确处理

检查内存泄漏的方法：

• 检查代码，看new和delete，malloc和free是否匹配
• 检查是否构造和析构的对象数目是否匹配
• 检查类中申请的空间是否完全释放，尤其是在继承的关系下。
• 检查函数返回前是否释放申请的临时空间