C++面试5题--6day

C++内存的本质是什么？

从本质上讲，C++内存是程序运行时可访问的一块连续的、由字节组成的子序列，通常位于计算机的RAM中。

C++语言为这块物理内存提供了一个抽象模型。每一个字节都有一个唯一的地址，程序通过变量名、指针、引用等方式来间接访问和操作这些地址上的数据。我们可以这样理解：内存就像是一个巨大的一维数组，而指针就是这个数组的索引。C++的内存管理机制，无论是栈上的自动分配，还是堆上的动态申请，最终都是在这个巨大的“数组”上划分出的一小块区域，并赋予其特定的生命周期和访问规则，以支持程序的复杂逻辑。

C/C++内存分区是什么?

C/C++的内存通常划分为几个逻辑区域，每个区域都有不同的用途和生命周期。典型的分区如下：

1.栈区：这是由编译器自动管理的一块内存。主要用于存放函数的参数、局部变量以及函数的返回地址。它的特点是分配和释放速度快，遵循“后进先出（LIFO）”的原则。但栈空间有限，如果分配的局部变量过大，可能会导致栈溢出。

2.堆区：这是为了动态内存分配预留的区域。程序员通过new(C++)或malloc（C）中申请内存，并且必须手动通过delete或free来释放，否则会造成内存泄漏。堆空间比栈大得多，但也因此管理起来更复杂，分配和释放的开销更大。

3.全局/静态存储区：这块区域用于存放全局变量或静态变量（包括static修饰的局部变量）。这部分内存在程序启动时分配，在程序结束时释放。它还可以细分为：

BSS段：存放未初始化的全局变量和静态变量。

数据段：存放已初始化的全局变量和静态变量。

4.常量存储区：主要存放常量，比如字符串字面量。这部分内存通常是只读的。

5.代码区：用于存放程序执行的二进制代码。这部分也是只读，以防止程序意外修改其自身的指令。

谈谈你对C/C++指针的理解?

在我看来，指针是C/C++的精髓之一，它是一个值为内存地址的特殊变量。

理解指针，我认为关键在于理解它的两个核心作用：

1.间接访问：指针的核心功能是“指向”另一块内存。通过解引用操作(*)，我们可以读取或修改指针所指向地址上的数据。这为我们提供了一种间接操作数据的能力，是实现复杂数据结构（如链表、树）和高效算法的基础。

2.连接的纽带：指针式连接程序不同部分的强大工具。它能将动态分配的堆内存与栈上的指针变量关联起来，也能作为函数参数，让函数有能力修改调用者的数据，或者高效地传递大型对象而无需进行昂贵的复制。

当然，指针也是一把双刃剑，它赋予了程序员直接操作内存的巨大权力，同时也带来了风险，如空指针解引用、野指针、内存泄漏等问题，因此在使用时需要格外小心。

C++ 指针与引用的区别？

指针和引用都能实现对其他对象的间接访问，但它们在概念和用法上有本质的区别。引用可以看作一个更安全、更受限制的指针。

主要区别如下：

性质不同：指针是一个变量，存储的是一个内存地址。而引用时其所引用对象的一个“别名”，它不是一个独立的对象，不占独立的内存空间。

初始化：引用在声明时必须被初始化，且一旦绑定到一个对象，就不能再改变其指向。指针可以不被初始化，也可以再任何时候重新指向另一个不同的对象。

空值：指针可以被赋值为nullptr，表示不指向任何对象。引用不能为NULL,必须关联到一个有效的内存区域。

语法：使用指针访问成员需要用解引用操作符*或箭头操作符->。而使用引用时，语法和直接操作对象完全一样，使用点操作符.

安全性：因为引用不能为空且不能随意改变指向，所以它通常比指针更安全。在作为函数参数时，如果不想改变传入的值但又想避免拷贝开销，使用常量引用(const &)是C++非常推荐的做法。

C++ 指针传递、值传递、引用传递的区别，谈谈你的理解？

这三者是C++中函数参数传递的主要方式，它们的核心区别在于函数内部对参数的操作是否会影响到函数外部的原始数据，以及传递的开销。

1.值传递：这是最简单直接的方式。函数会创建一个参数的完整副本。所有在函数内部对这个参数的修改，都只会影响这个副本，不会影响调用者传入的原始变量。

2.指针传递：函数接收的是一个指向原始变量的地址的副本。虽然地址本身是复制的，但通过解引用这个地址，函数可以直接访问和修改原始变量。

3。引用传递：函数接收的是原始变量的别名。这本质上也是传递地址，但C++在语法层面将其隐藏了。函数内部对引用的任何操作都直接作用于原始变量