本文總結一下C++面試時常遇到的問題。C++面試中，主要涉及的考點有

• 關鍵字極其用法，常考的關鍵字有const, sizeof, typedef, inline, static, extern, new, delete等等
• 語法問題
• 型別轉換
• 指標以及指標和引用的區別
• 面向物件的相關問題，如虛擬函式機制等
• 泛型程式設計的相關問題，如模板和函式的區別等
• 記憶體管理，如位元組對齊（記憶體對齊）、動態記憶體管理、記憶體洩漏等
• 編譯和連結
• 實現函式和類

零、序章

0.1 C++與C的對比

1. C++有三種程式設計方式：過程性，面向物件，泛型程式設計。
2. C++函式符號由 函式名+引數型別 組成，C只有函式名。所以，C沒有函式過載的概念。
3. C++ 在 C的基礎上增加了封裝、繼承、多型的概念
4. C++增加了泛型程式設計
5. C++增加了異常處理，C沒有異常處理
6. C++增加了bool型
7. C++允許無名的函式形參（如果這個形參沒有被用到的話）
8. C允許main函式呼叫自己
9. C++支援預設引數，C不支援
10. C語言中，區域性變數必須在函式開頭定義，不允許類似for(int a = 0; ;;)這種定義方法。
11. C++增加了引用
12. C允許變長陣列，C++不允許
13. C中函式原型可選，C++中在呼叫之前必須宣告函式原型
14. C++增加了STL標準模板庫來支援資料結構和演算法

一、重要的關鍵字極其用法

1.1 const 

主要用法

C++ 的const關鍵字的作用有很多，幾乎無處不在，面試中往往會問“說一說const有哪些用法”。下面是一些常見的const用法的總結：

除此以外，const的用法還有：

• const引用可以引用右值，如const int& a = 1; 

注：

1. const 成員方法本質上是使得this指標是指向const物件的指標，所以在const方法內，
2. const 成員函式可以被非const和const物件呼叫，而const物件只能呼叫const 成員函式。原因得從C++底層找，C++方法呼叫時，會傳一個隱形的this引數(本質上是物件的地址，形參名為this)進去，所有成員方法的第一個引數是this隱形指標。const成員函式的this指標是指向const物件的const指標，當非const物件呼叫const方法時，實參this指標的型別是非const物件的const指標，賦給const物件的const指標沒有問題；但是如果const物件呼叫非const方法，此時實參this指標是指向const物件的const指標，無法賦給非const物件的const指標，所以無法呼叫。注意this實參是放在ecx暫存器中，而不是壓入棧中，這是this的特殊之處。在類的非成員函式中如果要用到類的成員變數，就可以通過訪問ecx暫存器來得到指向物件的this指標，然後再通過this指標加上成員變數的偏移量來找到相應的成員變數。文章來源
   http://blog.csdn.net/starlee/article/details/2062586/
3. const 指標、指向const的指標和指向const的const指標，涉及到const的特性“const左效、最左右效”
4. const 全域性變數有內部連結性，即不同的檔案可以定義不同的同名const全域性變數，使用extern定義可以消除內部連結性，稱為類似全域性變數，如extern const int a = 10.另一個檔案使用extern const int a; 來引用。而且編譯器會在編譯時，將const變數替換為它的值，類似define那樣。

const 常量和define 的區別

1. const常量有資料型別，而巨集定義沒有資料型別。編譯器可以對前者進行型別安全檢查，而對後者只進行字元替換，沒有型別安全檢查，並且在字元替換中可能會產生意想不到的錯誤（邊際效應）。
2. 有些整合化的除錯工具可以對const常量進行除錯，但是不能對巨集定義進行除錯。
3. 在C++程式中只使用const常量而不使用巨集常量，即const常量完全取代巨集常量。
4. 記憶體空間的分配上。define進行巨集定義的時候，不會分配記憶體空間，編譯時會在main函式裡進行替換，只是單純的替換，不會進行任何檢查,比如型別，語句結構等，即巨集定義常量只是純粹的置放關係，如#define null 0；編譯器在遇到null時總是用0代替null它沒有資料型別.而const定義的常量具有資料型別，定義資料型別的常量便於編譯器進行資料檢查，使程式可能出現錯誤進行排查,所以const與define之間的區別在於const定義常量排除了程式之間的不安全性.
5. const常量存在於程式的資料段，#define常量存在於程式的程式碼段
6. const常量存在“常量摺疊”，在編譯器進行語法分析的時候，將常量表達式計算求值，並用求得的值來替換表示式，放入常量表，可以算作一種編譯優化。因為編譯器在優化的過程中，會把碰見的const全部以內容替換掉，類似巨集。

1.2 sizeof

1. sizeof關鍵字不會計算表示式的值，而只會根據型別推斷大小。
2. sizeof() 的括號可以省略, 如 sizeof a ; 
3. 類A的大小是 所有非靜態成員變數大小之和+虛擬函式指標大小

1.3 static 

static的用法有：

（1）宣告靜態全域性變數，如static int a; 靜態全域性變數的特點：

• 該變數在全域性資料區分配記憶體； 
• 未經初始化的靜態全域性變數會被程式自動初始化為0（自動變數的值是隨機的，除非它被顯式初始化）； 
• 靜態全域性變數在宣告它的整個檔案都是可見的，而在檔案之外是不可見的；　

（2）宣告靜態區域性變數，即在函式內部宣告的，靜態區域性變數的特點：

• 該變數在全域性資料區分配記憶體； 
• 靜態區域性變數在程式執行到該物件的宣告處時被首次初始化，即以後的函式呼叫不再進行初始化； 
• 靜態區域性變數一般在宣告處初始化，如果沒有顯式初始化，會被程式自動初始化為0； 
• 它始終駐留在全域性資料區，直到程式執行結束。但其作用域為區域性作用域，當定義它的函式或語句塊結束時，其作用域隨之結束；

（3）宣告靜態函式，限定函式的區域性訪問性，僅在檔案內部可見

（4）類的靜態資料成員，與全域性變數相比，靜態資料成員的好處有:

• 靜態資料成員沒有進入程式的全域性名字空間，因此不存在與程式中其它全域性名字衝突的可能性； 
• 可以實現資訊隱藏。靜態資料成員可以是private成員，而全域性變數不能；

（5）類的靜態方法

1.4 typedef 

typedef 用來定義新的型別，類似的還有#define 和 using (C++11) （應該儘可能用using ,比如 using AAA = int64_t; ）

與巨集定義的對比

1. #define 在預處理階段進行簡單替換，不做型別檢查; typedef在編譯階段處理，在作用域內給型別一個別名。
2. typedef 是一個語句，結尾有分號；#define是一個巨集指令，結尾沒有分號
3. typedef int* pInt; 和 #define pInt int* 不等價，前者定義 pInt a, b;會定義兩個指標，後者是一個指標，一個int。

不能宣告為inline的函式

1. 包含了遞迴、迴圈等結構的函式一般不會被內聯。
2. 虛擬函式一般不會內聯，但是如果編譯器能在編譯時確定具體的呼叫函式，那麼仍然會就地展開該函式。
3. 如果通過函式指標呼叫行內函數，那麼該函式將不會內聯而是通過call進行呼叫。
4. 構造和解構函式一般會生成大量程式碼，因此一般也不適合內聯。
5. 如果行內函數呼叫了其他函式也不會被內聯。

1.5 inline

inline用來向編譯器請求宣告為行內函數，編譯器有權拒絕。

與巨集函式的對比

1. 行內函數在執行時可除錯，而巨集定義不可以;
2. 編譯器會對行內函數的引數型別做安全檢查或自動型別轉換（同普通函式），而巨集定義則不會；
3. 行內函數可以訪問類的成員變數，巨集定義則不能；
4. 在類中宣告同時定義的成員函式，自動轉化為行內函數
5. 巨集只是預定義的函式，在編譯階段不進行型別安全性檢查，在編譯的時候將對應函式用巨集命令替換。對程式效能無影響

1.6 static const \ const \ static 

1. static const  static const 資料成員可以在類內初始化 也可以在類外，不能在建構函式中初始化，也不能在建構函式的初始化列表中初始化 2. static static資料成員只能在類外，即類的實現檔案中初始化，也不能在建構函式中初始化，不能在建構函式的初始化列表中初始化； 3. const const資料成員只能在建構函式的初始化列表中初始化；

1.7 explicit 

explicit禁止了隱式轉換型別，用來修飾建構函式。原則上應該在所有的建構函式前加explicit關鍵字，當你有心利用隱式轉換的時候再去解除explicit，這樣可以大大減少錯誤的發生。如果一個建構函式 Foo(int) ;則下面的語句是合法的:

Foo f; 

f = 12; // 發生了隱式轉換，先呼叫Foo(int)用12構建了一個臨時物件，然後呼叫賦值運算子複製到 f 中

如果給建構函式加了explicit,即 explicit Foo(int)；就只能進行顯示轉換，無法進行隱式轉換了：

f = 12; // 非法，隱式轉換

f = Foo(12); // 合法，顯示轉換

f = （Foo）12;//合法，顯示轉換，C風格

1.8 extern 

extern可以置於變數或者函式前，以標示變數或者函式的定義在別的檔案中，提示編譯器遇到此變數和函式時在其他模組中尋找其定義。此外extern也可用來進行連結指定。