這兩期講完基本上面試遇到的相關(guān)問(wèn)題就過(guò)了一半了，后續(xù)將STL和內(nèi)存相關(guān)的補(bǔ)充完整，C++這塊的基本上就全部結(jié)束了，以后可能再也不會(huì)像現(xiàn)在這樣在這個(gè)方向投入過(guò)多時(shí)間，且行且珍惜啊，還是跟以前一樣，所有的總結(jié)都會(huì)有PDF版，如有需要自取。廢話不多說(shuō)，發(fā)完這期，繼續(xù)整理STL去了。

1、C++函數(shù)模板

• 模板的意義：對(duì)類(lèi)型也可以進(jìn)行參數(shù)化了。
• 函數(shù)模板 《= 是不進(jìn)行編譯的，因?yàn)轭?lèi)型不知道。
• 模板的實(shí)例化 《= 函數(shù)調(diào)用點(diǎn)進(jìn)行實(shí)例化。
• 模板函數(shù) 《= 才是被編譯器所編譯的。
• 模板類(lèi)型參數(shù)。
• 模板非類(lèi)型參數(shù)。
• 模板的實(shí)參推演 =》 可以根據(jù)用戶傳入的實(shí)參的類(lèi)型，來(lái)推導(dǎo)模板類(lèi)型。
• 模板的特例化。
• 函數(shù)模板、模板的特例化、非模板函數(shù)的重載關(guān)系。
• 模板代碼是不能在一個(gè)文件中定義，在另外一個(gè)文件中使用的。
• 模板代碼調(diào)用之前，一定要看到模板定義的地方，這樣的話，模板才能夠進(jìn)行正常的實(shí)例化，產(chǎn)生能夠被編譯器編譯的代碼。
• 所以，模板代碼都是放在頭文件當(dāng)中的，然后在源文件當(dāng)中直接進(jìn)行#includ包含。

2、泛型算法

• 泛型算法參數(shù)接收的都是迭代器！
• 泛型函數(shù) - 全局的函數(shù) - 給所有容器用的
• 泛型函數(shù)，有一套方式，，能夠統(tǒng)一的遍歷所有的容器的元素 - 迭代器。

3、拷貝賦值和移動(dòng)賦值

1. 拷貝賦值是通過(guò)拷貝構(gòu)造函數(shù)來(lái)賦值，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，使用同一類(lèi)中之前創(chuàng)建的對(duì)象來(lái)初始化新創(chuàng)建的對(duì)象。
2. 移動(dòng)賦值是通過(guò)移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)來(lái)賦值，二者的主要區(qū)別在于：

• 拷貝構(gòu)造函數(shù)的形參是一個(gè)左值引用，而移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)的形參是一個(gè)右值引用。
• 拷貝構(gòu)造函數(shù)完成的是整個(gè)對(duì)象或變量的拷貝，而移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)是生成一個(gè)指針指向源對(duì)象或變量的地址，接管源對(duì)象的內(nèi)存，相對(duì)于大量數(shù)據(jù)的拷貝節(jié)省時(shí)間和內(nèi)存空間。

4、虛函數(shù)、靜態(tài)綁定、動(dòng)態(tài)綁定

虛函數(shù)表位于只讀數(shù)據(jù)段（.rodata） ，也就是C++內(nèi)存模型中的常量區(qū)；而 虛函數(shù)則位于代碼段（.text） ，也就是C++內(nèi)存模型中的代碼區(qū)。

一個(gè)類(lèi)添加了虛函數(shù)，對(duì)這個(gè)類(lèi)有什么影響？

• 如果類(lèi)里面定義了虛函數(shù)，那么編譯階段，編譯器給這個(gè)類(lèi)類(lèi)型產(chǎn)生一個(gè)唯一的vftable虛函數(shù)表，虛函數(shù)表中主要存儲(chǔ)的內(nèi)容就是RTTI指針和虛函數(shù)的地址。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，每一張?zhí)摫砗瘮?shù)都會(huì)加載到內(nèi)存的 .rodata區(qū)。
• 一個(gè)類(lèi)里面定義了虛函數(shù)，那么這個(gè)類(lèi)定義的對(duì)象，其運(yùn)行時(shí)，內(nèi)存中開(kāi)始部分，多存儲(chǔ)一個(gè)vfptr虛函數(shù)指針，指向相應(yīng)類(lèi)型的虛函數(shù)表vftable。一個(gè)類(lèi)型定義的n個(gè)對(duì)象，它們的vfptr指向的都是同一張?zhí)摵瘮?shù)表。
• 一個(gè)類(lèi)里面虛函數(shù)的個(gè)數(shù)，不影響對(duì)象內(nèi)存大小(vfptr)，影響的是虛函數(shù)表的大小
• 如果派生類(lèi)中的方法，和基類(lèi)繼承來(lái)的某個(gè)方法，返回值、函數(shù)名、參數(shù)列表都相同，而且基類(lèi)的方法是virtual虛函數(shù)，那么派生類(lèi)的這個(gè)方法，自動(dòng)處理成虛函數(shù)。

靜態(tài)綁定和動(dòng)態(tài)綁定：綁定指的是函數(shù)調(diào)用

• 靜態(tài)綁定在編譯時(shí)期，綁定的是普通函數(shù)的調(diào)用 指令 ：call Base::show(地址)
• 動(dòng)態(tài)綁定在運(yùn)行時(shí)期，綁定的一定是虛函數(shù)的調(diào)用 指令：編譯的是call寄存器 運(yùn)行時(shí)才知道

覆蓋：基類(lèi)和派生類(lèi)的方法，返回值、函數(shù)名以及參數(shù)列表都相同，而且基類(lèi)的方法是虛函數(shù)，那么派生類(lèi)的方法就是自動(dòng)處理成虛函數(shù)，他們之間成為覆蓋關(guān)系。

在類(lèi)內(nèi)部添加一個(gè)虛擬函數(shù)表指針，該指針指向一個(gè)虛擬函數(shù)表，該虛擬函數(shù)表包含了所有的虛擬函數(shù)的入口地址，每個(gè)類(lèi)的虛擬函數(shù)表都不一樣，在運(yùn)行階段可以循環(huán)脈絡(luò)找到自己的函數(shù)入口。純虛函數(shù)相當(dāng)于占位符，現(xiàn)在虛函數(shù)占一個(gè)位置由派生類(lèi)實(shí)現(xiàn)后再把真正的函數(shù)指針填進(jìn)去。

5、虛析構(gòu)函數(shù)

1. 哪些函數(shù)不能實(shí)現(xiàn)成虛函數(shù)？

虛函數(shù)依賴(lài)：

• 虛函數(shù)能產(chǎn)生地址，存儲(chǔ)在vfptr當(dāng)中
• 對(duì)象必須存在(vfptr -> vftable -> 虛函數(shù)地址)

構(gòu)造函數(shù)：沒(méi)有虛構(gòu)造函數(shù)！！！

• virtual+構(gòu)造函數(shù) NO！
• 構(gòu)造函數(shù)中(調(diào)用的任何函數(shù)，都是靜態(tài)綁定的)調(diào)用虛函數(shù)，也不會(huì)發(fā)生靜態(tài)綁定

派生類(lèi)對(duì)象構(gòu)造過(guò)程：先調(diào)用的是基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，才調(diào)用派生類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)。

static靜態(tài)成員方法 NO！

2. 虛析構(gòu)函數(shù) 析構(gòu)函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，對(duì)象是存在的！
3. 什么時(shí)候把基類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)必須實(shí)現(xiàn)成虛函數(shù)？

基類(lèi)的指針（引用）指向堆上new出來(lái)的派生來(lái)對(duì)象的時(shí)候，delete pb（基類(lèi)指針），它調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的時(shí)候，必須發(fā)生動(dòng)態(tài)綁定，否則會(huì)導(dǎo)致派生類(lèi)的析構(gòu)函數(shù)無(wú)法調(diào)用

4. 虛函數(shù)和動(dòng)態(tài)綁定

問(wèn)題：是不是虛函數(shù)的調(diào)用一定就是動(dòng)態(tài)綁定？肯定不是！

在類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)當(dāng)中，調(diào)用虛函數(shù)，也是靜態(tài)綁定（構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用其他函數(shù)（虛），不會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)綁定）

靜態(tài)綁定 用對(duì)象本身調(diào)用虛函數(shù)，是靜態(tài)綁定

動(dòng)態(tài)綁定：

• 必須由指針調(diào)用虛函數(shù)
• 必須由引用變量調(diào)用虛函數(shù)
• 虛函數(shù)通過(guò)指針或者引用的調(diào)用，才發(fā)生動(dòng)態(tài)綁定

6、如何解釋多態(tài)

1. 靜態(tài)（編譯時(shí)期）的多態(tài)：函數(shù)重載、模板（函數(shù)模板和類(lèi)模板）

   bool compare(int , int) { }
   bool cpmpare(double, double) { }
   compare(10,20); call compare_int_int  在編譯階段就確定好調(diào)用的函數(shù)版本
   compare(10.5, 20.5); call compare_double_double  在編譯階段就確定好調(diào)用的函數(shù)版本
   template<typename T>
   bool compare(T a, T b) { }
   compare<int>(10,20);  => int   實(shí)例化一個(gè)compare<int>
   compare(10.5 ,20.5);  => double  實(shí)例化一個(gè) compare<double>
   

2. 動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)期）的多態(tài)：

在繼承結(jié)構(gòu)中，基類(lèi)指針（引用）指向派生類(lèi)對(duì)象，通過(guò)指針（引用）調(diào)用同名覆蓋方法（虛函數(shù)），基類(lèi)指針指向哪個(gè)派生類(lèi)對(duì)象，就會(huì)調(diào)用哪個(gè)派生類(lèi)對(duì)象的同名覆蓋方法，稱(chēng)為多態(tài)。

pbase->show();

多態(tài)底層是通過(guò)動(dòng)態(tài)綁定來(lái)實(shí)現(xiàn)的，pbase->訪問(wèn)誰(shuí)的vfptr ->繼續(xù)訪問(wèn)誰(shuí)的vftable -> 當(dāng)然調(diào)用的是對(duì)應(yīng)的派生類(lèi)對(duì)象的方法了。

7、繼承

廣義的繼承有三種實(shí)現(xiàn)形式：

1. 實(shí)現(xiàn)繼承：指使用基類(lèi)的屬性和方法而無(wú)需額外編碼的能力。
2. 可視繼承：子窗口使用父窗口的外觀和實(shí)現(xiàn)代碼。
3. 接口繼承：僅使用屬性和方法，實(shí)現(xiàn)滯后到子類(lèi)

好處：

• 可以做代碼的復(fù)用
• 在基類(lèi)中給所有派生類(lèi)提供統(tǒng)一的虛函數(shù)接口，讓派生類(lèi)重寫(xiě)，然后就可以使用多態(tài)了。

8、抽象類(lèi)和普通類(lèi)的區(qū)別

一般把什么類(lèi)設(shè)計(jì)成抽象類(lèi)？基類(lèi)

//動(dòng)物的基類(lèi) 泛指 類(lèi) -> 抽象一個(gè)實(shí)體的類(lèi)型

定義Animal的初衷，并不是讓Animal抽象某個(gè)實(shí)體的類(lèi)型

• string _name; 讓所有的動(dòng)物實(shí)體類(lèi)通過(guò)繼承Animal直接復(fù)用該屬性
• 給所有的派生類(lèi)保留統(tǒng)一的覆蓋/重寫(xiě)接口

擁有純虛函數(shù)的類(lèi)，叫抽象類(lèi)！（Animal）

Animal a; NO！！！

抽象類(lèi)不能再實(shí)例化對(duì)象了，但是可以定義指針和引用變量。

class Animal
{
public:
    Animal(string name) : _name(name) { }
    virtual void bark() = 0; //純虛函數(shù)
protected:
    string _name;
};
//以下是動(dòng)物實(shí)體類(lèi)
class Cat : public Animal
{
public:
    Cat(string name) : Animal(name) { }
    void bark() { cout << _name << "bark: miao miao!" << endl; }
};
class Dog :public Animal
{
public:
    Dog(string name):Animal(name) { }
    void bark() { cout << _name << "bark: wang wang!" << endl; }
};
class Pig :public Animal
{
    Pig(string name) :Animal(name) {        }
    void bark() { cout << _name << "bark: heng heng! " << endl; }
};
void bark(Animal* p)
{
    p->bark(); //Animal::bark虛函數(shù)，動(dòng)態(tài)綁定了
}
int main()
{
    Cat cat("貓咪");
    Dog dog("二哈");
    Pig pig("佩奇");

    bark(&cat);
    bark(&dog);
    bark(&pig);


    return 0;
}

9、抽象類(lèi)（有純虛函數(shù)的類(lèi)） / 虛基類(lèi)

virtual

• 修飾成員方法的虛函數(shù)
• 可以修飾繼承方式，是虛繼承。被虛繼承的類(lèi)，稱(chēng)作虛基類(lèi)。

class A
{
public:
    virtual void func() { cout << "call A::func" << endl; }
    void operator delete(void* ptr)
{
        cout << "operator delete p:" << ptr << endl;
        free(ptr);
    }
private:
    int ma;
};
class B :virtual public A
{
public:
    void func() { cout << "call B::func" << endl; }
    void* operator new(size_t size)
{
        void* p = malloc(size);
        cout << "operator new p:" << p << endl;
        return p;
    }
private:
    int mb;
};


A a; 4個(gè)字節(jié)
B b; ma,mb  8個(gè)字節(jié)


int main()
{
    B b;
    A* p = &b;
    cout << "main p:" << p << endl;
    p->func();
    return 0;
}

基類(lèi)指針指向派生類(lèi)對(duì)象，永遠(yuǎn)指向的是派生類(lèi)基類(lèi)部分?jǐn)?shù)據(jù)的起始地址。

10、C++多繼承

菱形繼承的問(wèn)題：派生類(lèi)有多份間接基類(lèi)的數(shù)據(jù)， 設(shè)計(jì)的問(wèn)題

使用虛繼承

好處 ：可以做更多代碼的復(fù)用。

C++語(yǔ)言級(jí)別提供的四種類(lèi)型轉(zhuǎn)換方式：

• const_cast：去掉常量屬性的一個(gè)類(lèi)型轉(zhuǎn)換。
• static_cast：提供編譯器認(rèn)為安全的類(lèi)型轉(zhuǎn)換（沒(méi)有任何聯(lián)系的類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換就被否定）。
• reinterpret_cast：類(lèi)似于C風(fēng)格的強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換。
• dynamic_cast：主要用于在繼承結(jié)構(gòu)中，可以支持RTTI類(lèi)型識(shí)別的上下轉(zhuǎn)換。

11、函數(shù)對(duì)象

把有operator() 小括號(hào)運(yùn)算符重載函數(shù)的對(duì)象，稱(chēng)作函數(shù)對(duì)象或者仿函數(shù)。

• 通過(guò)函數(shù)對(duì)象調(diào)用operator()，可以省略函數(shù)的調(diào)用開(kāi)銷(xiāo)，比通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)（不能夠inline內(nèi)聯(lián)調(diào)用）效率高。
• 因?yàn)楹瘮?shù)對(duì)象是用類(lèi)生成的，所以可以添加相關(guān)的成員變量，用來(lái)記錄函數(shù)對(duì)象使用時(shí)的信息。

//函數(shù)對(duì)象
template

12、菱形繼承

多重繼承-菱形繼承的問(wèn)題：

• 好處：可以做更多代碼的復(fù)用。

基類(lèi)被多個(gè)派生類(lèi)用就需要是虛繼承，不然就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

基類(lèi)需要被最后的派生類(lèi)初始化。