C++ 面试题常用总结 详解 2（满足c++ 岗位必备，持续更新）..

jinchanchan

来自：碧波

一、C++语法基础

5. 指针和引用的区别

引用不能指向空值（null），而指针可以。

引用在使用时不需要解引用操作（不需要 * 符号），而指针需要。

引用在定义时必须初始化，而指针可以在后续指向不同的对象。

6. 什么是函数指针和指针函数以及区别

函数指针 是指 指向一个函数的指针变量。它可以指向一个特定类型和签名（参数类型和返回类型）的函数。函数指针的声明形式类似于指向其他类型的指针，但其类型是指向函数的指针类型。

// 声明一个函数指针类型
typedef void (*FuncPtr)(int);  // FuncPtr 是一个指向返回类型为 void，参数为 int 的函数指针类型

// 定义一个函数
void myFunction(int x) {
    // 函数体
}

int main() {
    // 声明一个函数指针变量并初始化
    FuncPtr ptr = &myFunction;

    // 通过函数指针调用函数
    ptr(10);  // 相当于调用 myFunction(10);

    return 0;
}

指针函数 指的是 返回类型 为 指向函数的指针 的函数。换句话说，指针函数是一个返回类型为函数指针的函数。

// 声明一个指针函数
int (*funcPtr)(int, int);  // funcPtr 是一个函数，返回类型为 int*，参数为两个 int

// 定义一个函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// 另一个函数，返回一个函数指针
int (*getAddFunctionPointer())(int, int) {
    return &add;
}

int main() {
    // 获取 add 函数的函数指针
    funcPtr = getAddFunctionPointer();

    // 通过函数指针调用函数
    int result = funcPtr(3, 4);  // 相当于调用 add(3, 4)，result 等于 7

    return 0;
}

区别

函数指针是指指向函数的指针变量，而指针函数是一个返回类型为函数指针的函数。

函数指针在声明时需要指定其指向的函数的签名（参数类型和返回类型），而指针函数的返回类型是一个函数指针类型。

函数指针直接指向一个已存在的函数，可以通过该指针调用该函数；而指针函数返回一个函数指针，需要通过该函数指针再调用相应的函数。

（顺手推个岗位，技术大厂，前后端测试捞人，近三周条件放宽>>>机会）

7. 什么是常量指针和指针常量以及区别

常量指针： 指的是指针本身的值（即指向的地址）可以改变，但指针指向的对象的值不能通过这个指针进行修改。

int x = 10;
int* const ptr = &x;  // ptr 是一个常量指针，指向 int 类型的对象

// 无法再修改 ptr 指向的对象，但可以修改对象本身的值
*ptr = 20;  // 合法，修改了 x 的值为 20

// 以下操作不合法，因为 ptr 是常量指针，不能改变指向
// ptr = &y;  // 错误，无法改变 ptr 的指向


指针常量：指的是指针本身的值（即指向的地址）不能改变，但可以通过这个指针修改指向对象的值

int x = 10;
const int* ptr = &x;  // ptr 是一个指向常量 int 的指针

// 以下操作合法，可以修改 ptr 所指向对象的值
x = 20;  // 修改了 x 的值为 20

// 以下操作不合法，因为 ptr 所指向的对象是常量，不能修改其值
// *ptr = 30;  // 错误，不能通过 ptr 修改其指向的对象的值

// 以下操作合法，因为 ptr 本身不是常量，可以改变其指向
int y = 50;
ptr = &y;  // 合法，修改了 ptr 的指向为变量 y


// 另一种写法 * 解引用，也是取值。

int const * p;

区别

常量指针 强调指针本身是常量，指向对象的值可以改变；

指针常量 强调指针所指向的对象是常量，指针的指向可以改变

简单记忆：

距const 修饰右边最近的值是常量 ，不能被修改。

8. 智能指针的本质是什么以及实现原理

智能指针是一种用于管理动态分配内存和自动释放资源的工具，其本质是利用了 RAII（资源获取即初始化）的设计模式。即在对象初始化的时候获取资源（比如动态分配的内存），在对象析构的时候自动释放资源。

它提供了一个封装了指针的对象，通过其析构函数来确保在对象生命周期结束时，所管理的资源能够被正确释放，避免内存泄漏和资源泄漏。

实现原理：

智能指针实现是引入计数引用机制。智能指针对象本身持有一个指向动态分配资源的指针，并维护一个引用计数。每当有一个新的智能指针指向同一块内存时，引用计数增加；当智能指针超出作用域或被显式销毁时，引用计数减少。当引用计数为零时，智能指针负责释放其管理的资源。

常见的智能指针类型：

std::shared_ptr：允许多个指针共享同一块资源，通过引用计数来管理资源的生命周期，适用于多个所有者的情况。

std::unique_ptr：独占所指向的对象，保证在任何时刻只有一个指针可以指向该对象，移动语义保证资源的所有权可以传递但不共享。

std::weak_ptr：用于协助 std::shared_ptr，不会增加引用计数，避免循环引用问题，通常用于解决 shared_ptr 的环状引用问题。

智能指针通过结合 RAII 设计模式和引用计数技术，提供了一种高效、安全、方便的动态内存管理机制，是现代 C++ 开发中推荐使用的重要工具之一。

9. weak_ptr 是否有计数方式，在那分配空间？

std::weak_ptr 是一种观测型智能指针，用于解决 std::shared_ptr 的循环引用问题，它本身并不进行内存空间分配或引用计数，而是依赖于 std::shared_ptr 来管理资源的生命周期。

std::weak_ptr 可以通过 std::lock() 成员函数获取一个 std::shared_ptr。

调用 std::lock() 成员函数可以获取一个 std::shared_ptr 对象，该对象指向 std::weak_ptr 所观测的对象（如果它仍然存在）。

如果 std::weak_ptr 过期（即其管理的对象已经被释放），std::lock() 返回一个空的 std::shared_ptr。

#include <iostream>
#include <memory>

int main() {
    std::shared_ptr<int> shared = std::make_shared<int>(42);
    std::weak_ptr<int> weak = shared;

    // 使用 std::lock() 获取 std::shared_ptr
    std::shared_ptr<int> locked = weak.lock();
    if (locked) {
        // 如果成功获取到 std::shared_ptr，则可以安全地使用它
        std::cout << "Value pointed by shared_ptr: " << *locked << std::endl;
    } else {
        std::cout << "The shared_ptr is no longer available." << std::endl;
    }

    // 在此之后，shared_ptr 可能会超出作用域，对象被销毁

    return 0;
}

10. 类型强制转换有哪几种？

有四种类型转换方式，它们分别是：

静态转换（static_cast）

常量转换（const_cast）

动态转换（dynamic_cast）

重新解释转换（reinterpret_cast）