C++入门自学Day5-- c++类与对象（面试题）

c++类与对象往期回顾：

        c++类与对象（友元）
        c++类与对象（类的初始化和静态成员）
        c++类与对象（赋值运算符与拷贝构造）
        c++类与对象（拷贝构造）
        c++类与对象（构造和析构函数）
        c++类与对象（初识2)
        c++类与对象（初识）

【 面试题】

        问题一：

        1、设已经有A，B, C, D4个类的定义，程序中A, B, C, D析构函数调用顺序为（B）；

C c;int main(){A a; B b;static D d;return 0;}

选项：

A. D B A C         B. B A D C       C. C D B A      D.  A B D C

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解题思路：

我们定义一个栈类用来查看栈释放的地址的先后顺序来--> 判断A, B, C, D析构函数调用顺序

class Stack{public:Stack(){_arr = (int*)malloc(sizeof(int)*_capacity);cout<<"malloc "<<_arr<<endl;};~Stack(){cout<<"free "<<_arr<<endl;_arr = nullptr;_size = 0;_capacity = 0;};private:int* _arr;int _size;int _capacity;
};
Stack C;
int main(){Stack A;Stack B;static Stack D;
}

输出描述：

对象的构造顺序

malloc 0x158e05e70  --> C
malloc 0x158e05e10  --> B
malloc 0x118e00000 --> A
malloc 0x158e05fc0  --> D

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对象的析构顺序

free 0x118e00000 --> B
free 0x158e05e10 --> A
free 0x158e05fc0 --> D
free 0x158e05e70 --> C

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总结：

类别	构造时机	析构时机	存储位置
全局变量	程序开始前（main 前）	程序结束时最后	.data/.bss
局部变量	执行到定义处时	离开作用域（如 main 结束）	栈（stack）
static局部变量	第一次执行到定义时构造	程序结束时（在全局之前）	.data

        问题二：

         2、以下代码共调用多少次拷贝构造函数：（D）

Widget f(Widget u){Widget v(u);Widget w = v;return w;
}
int main(){Widget x;Widget y = f(f(x));
}

选项分析：

A. 1         B. 3     C. 5    D.  7

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解题思路：

Widget x;

 1、首先，把 f(f(x)) 当作整体例如 Widget F,则 Widget y = Widget F。而这里，由于 y 这个对象先前并不存在，所以这里的 “=”并不是赋值运算符，而是发生拷贝构造 --> 1次。

  2、 单独看f(x)。f(x)这里把x传入拷贝构造函数,调用拷贝构造 -->2次，然后函数里面，Widget v(u) 调用一次拷贝构造--> 3次.然后 Widget w = v;w先前不存在，这里还是调用拷贝构造 --> 4次,最后这里是传值返回而不是传引用和指针，会进行临时变量的拷贝，又要调用拷贝构造-->5次

3、 看f(f(x)) -->把括号里的f(x)当作一个整体，结果就相当于在调用一次f(x) -->再调用4次拷贝构造 总共9次。

4、但是编译器会对代码进行优化，第4次和第5次会被合二为一，优化成为一个对象，编译器在一个连续的多次的拷贝构造都会被优化成一个拷贝。优化都发生在返回和传参中。所以最终结果是7次。这是在vs2013版本下

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vscode代码可视化：

class Widget{
public:Widget(){};Widget (const Widget& w){cout<<"call the copy_constructor!"<<endl;}};Widget f(Widget u){Widget v(u);Widget w = v;return w;
}   int main(){Widget x;Widget y = f(f(x));
}

输出结果：调用五次拷贝构造。
call the copy_constructor!
call the copy_constructor!
call the copy_constructor!
call the copy_constructor!
call the copy_constructor!

对于vscode编译器：

编译器启用了 RVO（Return Value Optimization） 或 Copy Elision（复制省略）：

✅ 编译器优化行为：

• 最终返回的 w（即 return w;）→ 会直接构造到调用者 y 的位置，不再调用拷贝构造。

• 也有可能优化掉中间的临时对象赋值。

步骤	说明	是否触发拷贝构造
1	x 传入 f(x)	✅ 第一次
2	Widget v(u)	✅ 第二次
3	Widget w = v	✅ 第三次
4	return w（传值返回）	✅ 第四次（可能优化）
5	上一个结果传入 f(...)	✅ 第五次
6	return w 构造给 y	❌（优化成直接构造）