后端开发面经系列 -- 华为OD -- C++面经（1）

jinchanchan

来自：阿Q技术站


一面
1、C++结构体和类的区别，类默认的访问权限，结构体可以定义成员函数吗？

1. 默认访问权限

• 结构体（struct）：成员变量和成员函数默认是 public 访问权限。
• 类（class）：成员变量和成员函数默认是 private 访问权限。
  

struct MyStruct {
    int x;          // 默认是 public
    void foo() {}   // 默认是 public
};

class MyClass {
    int y;          // 默认是 private
    void bar() {}   // 默认是 private
};

2. 语法上和使用上的区别

• 定义方式：虽然 struct 和 class 可以用来定义数据成员和成员函数，但使用 class 更常见于表示具有行为和状态的对象，而 struct 更常用于表示纯粹的数据结构。
• 继承：在继承时，class 的继承默认是 private，而 struct 的继承默认是 public。
  

struct Base1 {};
class Base2 {};

// 继承默认权限不同
struct Derived1 : Base1 {}; // public 继承
class Derived2 : Base2 {};  // private 继承

3. 结构体是否可以定义成员函数

C++ 的 struct 可以定义成员函数。实际上，struct 和 class 除了默认访问权限不同外，语法上几乎是一样的。

struct MyStruct {
    int x;
    void setX(int val) {
        x = val;
    }
    int getX() {
        return x;
    }
};

2、多态的意义？
多态指的是同一个接口可以有不同的实现方式。多态通过允许不同类型的对象以相同的方式进行处理，极大地提高了代码的灵活性和可扩展性。多态主要通过继承和接口实现，并且可以分为编译时多态和运行时多态。

多态的意义
1. 提高代码重用性和可维护性： 多态允许你编写更加通用的代码。例如，可以编写一个函数来处理不同类型的对象，而不需要了解这些对象的具体类型。这样，当需要增加新的类型时，只需要新增类的实现，而不需要修改已经存在的代码。

// 基类
class Animal {
public:
    virtual void makeSound() = 0; // 纯虚函数
};

// 派生类
class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() override {
        cout << "Woof" << endl;
    }
};

class Cat : public Animal {
public:
    void makeSound() override {
        cout << "Meow" << endl;
    }
};

void makeAnimalSound(Animal* animal) {
    animal->makeSound();
}

int main() {
    Dog dog;
    Cat cat;
    makeAnimalSound(&dog); // 输出 Woof
    makeAnimalSound(&cat); // 输出 Meow
}

2. 简化代码： 多态可以用统一的接口来操作不同类型的对象，简化了代码的复杂度和可读性。例如，在上面的代码中，无论是 Dog 还是 Cat，你都可以通过调用 makeSound 来发出声音，而不需要分别为每种类型写不同的处理逻辑。

3. 增强系统的扩展性： 多态使得系统更容易扩展。当需要添加新的功能时，只需要新增实现类，而不需要修改现有的代码。例如，如果需要新增一个 Bird 类，只需要继承 Animal 并实现 makeSound 方法。

4. 实现动态绑定： 通过多态，程序在运行时可以根据对象的实际类型进行方法调用，而不是在编译时确定调用哪个方法。这种动态绑定使得程序更加灵活和动态。

多态的实现方式

• 继承：通过继承基类的接口并重写其方法，子类可以表现出不同的行为。
• 虚函数：在基类中定义虚函数（virtual functions），并在子类中重写这些虚函数。通过基类指针或引用调用虚函数时，会调用实际对象的实现。
• 接口：在某些语言（如 Java 和 C#）中，通过实现接口（interface）来实现多态。接口定义了方法的签名，具体的实现由类提供。
  

3、重载和重写的区别？

重载（Overloading）
重载是指在同一个类中定义多个同名方法，但这些方法具有不同的参数列表（参数类型或参数个数）。编译器根据方法的参数列表来区分这些方法。在C++中，构造函数也可以被重载。

特点

• 方法名相同：重载的方法必须具有相同的名称。
• 参数列表不同：重载的方法必须具有不同的参数列表（参数类型或参数个数）。
• 返回类型可以不同：虽然返回类型可以不同，但返回类型不是区分重载方法的依据。
• 同一个类中：重载的方法必须定义在同一个类中。
  

例子

class Print {
public:
    void display(int i) {
        cout << "整数: " << i << endl;
    }
    void display(double f) {
        cout << "浮点数: " << f << endl;
    }
    void display(string s) {
        cout << "字符串: " << s << endl;
    }
};

int main() {
    Print obj;
    obj.display(5);      // 调用 display(int)
    obj.display(3.14);   // 调用 display(double)
    obj.display("Hello");// 调用 display(string)
    return 0;
}

重写（Overriding）
重写是指子类重新定义从基类继承的方法，目的是提供子类自己的实现版本。重写的方法必须具有相同的名称、参数列表和返回类型。重写通常与多态（Polymorphism）结合使用。

特点

• 方法名相同：重写的方法必须具有与基类方法相同的名称。
• 参数列表相同：重写的方法必须具有与基类方法相同的参数列表。
• 返回类型相同：重写的方法必须具有与基类方法相同的返回类型。
• 基类和子类之间：重写的方法在基类中声明，在子类中实现。
• 虚函数：在C++中，基类方法通常需要声明为虚函数（virtual）以允许子类重写。
  

例子

class Animal {
public:
    virtual void makeSound() {
        cout << "Animal sound" << endl;
    }
};

class Dog : public Animal {
public:
    void makeSound() override { // 重写基类的 makeSound 方法
        cout << "Woof" << endl;
    }
};

int main() {
    Animal* animal = new Dog();
    animal->makeSound(); // 调用的是 Dog 类的 makeSound 方法
    delete animal;
    return 0;
}

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4、TCP/IP 三次握手的过程，为什么要3次？
三次握手

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在建立连接之前，Client处于CLOSED状态，而Server处于LISTEN的状态。

1. 第一次握手（SYN-1）：
客户端发送一个带有 SYN 标志的 TCP 报文段给服务器，表示客户端请求建立连接。
客户端选择一个初始序列号（ISN）并将其放入报文段中，进入 SYN_SENT 状态。

2. 第二次握手（SYN + ACK）：
服务器收到客户端发送的 SYN 报文段后，如果同意建立连接，会发送一个带有 SYN 和 ACK 标志的报文段给客户端，表示服务器接受了客户端的请求，并带上自己的 ISN。
服务器进入 SYN_RCVD 状态。

3. 第三次握手（ACK）：
客户端收到服务器发送的 SYN+ACK 报文段后，会发送一个带有 ACK 标志的报文段给服务器，表示客户端确认了服务器的响应。
客户端和服务器都进入 ESTABLISHED 状态，连接建立成功，可以开始进行数据传输。

为什么需要三次握手？

1. 确保双方都能发送和接收数据：
第一次握手确认客户端的发送能力和服务器的接收能力。
第二次握手确认服务器的发送能力和客户端的接收能力。
第三次握手确认客户端的发送能力和服务器的接收能力。

2. 防止旧的连接请求误导双方：
通过三次握手，双方都能确认对方的状态是最新的，有效避免了网络中的旧的、延迟的SYN包造成的错误连接。

3. 防止重复数据包干扰：
三次握手确保双方都能有效处理重复的数据包，并建立一个唯一的连接。

5、进程和线程的区别？
定义

进程（Process）：
进程是操作系统分配资源的基本单位。每个进程有自己独立的内存空间，包括代码段、数据段、堆、和栈。
进程之间相互独立，进程的创建、执行和销毁都是由操作系统管理的。

线程（Thread）：
线程是进程的一个执行单元，是CPU调度的基本单位。一个进程可以包含多个线程，这些线程共享进程的资源（如内存和文件描述符）。
线程之间的切换比进程切换更轻量，因为线程共享进程的资源，不需要频繁的资源分配和回收。

区别

1. 内存和资源：
进程：每个进程都有自己独立的地址空间和资源，相互之间不会直接干涉。进程之间的通信需要通过进程间通信（IPC）机制，如管道、消息队列、共享内存等。
线程：线程共享同一个进程的地址空间和资源，所以线程之间的通信更加直接、快速，但也带来了一些同步和互斥的问题。

2.创建和销毁：
进程：创建和销毁进程的开销较大，因为操作系统需要为进程分配和回收大量的资源。
线程：创建和销毁线程的开销较小，因为线程共享进程的资源，不需要重新分配内存。

3. 切换开销：
进程：进程切换需要上下文切换，包括保存和恢复寄存器、内存映射等，开销较大。
线程：线程切换开销较小，因为线程共享同一进程的上下文，只需要保存和恢复少量的状态信息。

4. 独立性和安全性：
进程：由于进程独立，进程间的错误不会相互影响，一个进程崩溃不会影响其他进程。
线程：由于线程共享资源，一个线程的错误（如内存泄漏、死锁）可能影响整个进程中的其他线程。

使用场景
进程：适用于需要高独立性和安全性的任务，比如不同用户的程序、服务和应用之间的隔离。
线程：适用于需要高效并发的任务，如多线程服务器、并行计算等，需要在同一进程内执行多个任务。