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2025年大厂C++面试题总结与解析

ds 2025/5/16 9:37:03

1. 语言特性与内存管理

1.1 指针与引用的区别

核心区别：指针是存储内存地址的变量，可修改指向；引用是对象的别名，初始化后不可更改。
应用场景：引用常用于函数参数传递（避免拷贝开销）和返回值优化；指针用于动态内存操作和数据结构实现。

代码示例：

int a = 10;
int *p = &a;   // 指针
int &r = a;    // 引用

1.2 `const`关键字的用法

修饰变量：const int a = 10; 表示变量不可修改。
修饰成员函数：void func() const; 表示该函数不修改对象状态。
与指针结合：
- const int* p（常量指针）：指向的值不可变。
- int* const p（指针常量）：指针本身不可变。

1.3 内存管理：`new/delete`与`malloc/free`

区别：
- new会调用构造函数，malloc仅分配内存。
- delete会调用析构函数，free直接释放内存。
内存泄漏防范：优先使用智能指针（shared_ptr、unique_ptr）管理资源，避免手动释放。

1.4 智能指针的实现原理

核心机制：基于RAII（资源获取即初始化）和引用计数。
shared_ptr与weak_ptr：
- shared_ptr通过引用计数共享所有权。
- weak_ptr解决循环引用问题，不增加引用计数。

2. 面向对象与多态

2.1 虚函数与多态实现

虚函数表（vtable）：每个含虚函数的类维护一张虚函数表，对象通过虚表指针（vptr）访问虚函数。
纯虚函数：virtual void func() = 0; 定义接口，派生类必须实现。
多态的作用：通过基类指针调用派生类方法，实现接口统一。

2.2 析构函数为何需要声明为虚函数

内存泄漏风险：若基类析构函数非虚，通过基类指针删除派生类对象时，只会调用基类析构函数，导致派生类资源泄漏。

示例：

class Base {
public:virtual ~Base() {} // 虚析构
};
class Derived : public Base { /* ... */ };

2.3 继承与访问控制

访问权限：
- public继承：基类成员保持原有访问权限。
- protected继承：基类public成员变为protected。
- private继承：基类所有成员变为private。

3. STL与设计模式

3.1 `vector`与`list`的区别

底层实现：
- vector：动态数组，支持随机访问（O(1)），插入删除效率低（O(n)）。
- list：双向链表，插入删除高效（O(1)），不支持随机访问。
扩容机制：vector通常以2倍容量扩容，避免频繁内存分配。

3.2 单例模式的实现

线程安全版本：

class Singleton {
public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance; // C++11保证线程安全return instance;}Singleton(const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝
private:Singleton() {} // 私有构造
};

3.3 右值引用与移动语义

作用：避免深拷贝，提升性能。通过std::move将资源从临时对象“移动”到新对象。

示例：

std::vector<int> v1 = {1, 2, 3};
std::vector<int> v2 = std::move(v1); // v1变为空

4. 网络编程与系统设计

4.1 TCP三次握手与四次挥手

三次握手：确保双方收发能力正常。
四次挥手：保证数据完整传输，TIME_WAIT状态防止旧数据干扰新连接。

4.2 解决`TIME_WAIT`过多的问题

方法：
- 设置SO_REUSEADDR允许端口复用。
- 调整tcp_fin_timeout缩短等待时间。

4.3 I/O多路复用：`select`、`poll`、`epoll`

区别：
- select：基于轮询，支持文件描述符数量有限。
- epoll：基于事件驱动，高效处理高并发连接。

5. 算法与手撕代码

5.1 反转链表

ListNode* reverseList(ListNode* head) {ListNode *prev = nullptr, *curr = head;while (curr) {ListNode *next = curr->next;curr->next = prev;prev = curr;curr = next;}return prev;
}