C++ 八股文（一）
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多態(tài)
什么是多態(tài)，有什么用
C++ 多態(tài)有兩種：靜態(tài)多態(tài)（早綁定）、動(dòng)態(tài)多態(tài)（晚綁定）。靜態(tài)多態(tài)是通過函數(shù)重載實(shí)現(xiàn)的；動(dòng)態(tài)多態(tài)是通過虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。
定義：“一個(gè)接口，多種方法”，程序在運(yùn)行時(shí)才決定要調(diào)用的函數(shù)。 實(shí)現(xiàn)：C++ 多態(tài)性主要是通過虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，虛函數(shù)允許子類重寫 override(注意和 overload 的區(qū)別，overload 是重載，是允許同名函數(shù)的表現(xiàn)，這些函數(shù)參數(shù)列表/類型不同）。
注：多態(tài)與非多態(tài)的實(shí)質(zhì)區(qū)別就是函數(shù)地址是靜態(tài)綁定還是動(dòng)態(tài)綁定。如果函數(shù)的調(diào)用在編譯器編譯期間就可以確定函數(shù)的調(diào)用地址，并產(chǎn)生代碼，說明地址是靜態(tài)綁定的；如果函數(shù)調(diào)用的地址是需要在運(yùn)行期間才確定，屬于動(dòng)態(tài)綁定。
目的：接口重用。封裝可以使得代碼模塊化，繼承可以擴(kuò)展已存在的代碼，他們的目的都是為了代碼重用。而多態(tài)的目的則是為了接口重用。 用法：聲明基類的指針，利用該指針指向任意一個(gè)子類對(duì)象，調(diào)用相應(yīng)的虛函數(shù)，可以根據(jù)指向的子類的不同而實(shí)現(xiàn)不同的方法。
用一句話概括：在基類的函數(shù)前加上 virtual 關(guān)鍵字，在派生類中重寫該函數(shù)，運(yùn)行時(shí)將會(huì)根據(jù)對(duì)象的實(shí)際類型來調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。如果對(duì)象類型是派生類，就調(diào)用派生類的函數(shù)；如果對(duì)象類型是基類，就調(diào)用基類的函數(shù)。
重寫、重載與隱藏的區(qū)別
Overload 重載
在 C++ 程序中，可以將語義、功能相似的幾個(gè)函數(shù)用同一個(gè)名字表示，但參數(shù)或返回值不同（包括類型、順序不同），即函數(shù)重載。
相同的范圍（在同一個(gè)類中）； 函數(shù)名字相同； 參數(shù)不同； virtual 關(guān)鍵字可有可無；
Override(覆蓋或重寫)
是指派生類函數(shù)覆蓋基類函數(shù)，特征是：
不同的范圍（分別位于派生類與基類）； 函數(shù)名字相同；參數(shù)相同； 基類函數(shù)必須有 virtual 關(guān)鍵字。
注：重寫基類虛函數(shù)的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換這個(gè)函數(shù)為 virtual 函數(shù)，不管有沒有加 virtual，因此重寫的時(shí)候不加 virtual 也是可以的，不過為了易讀性，還是加上比較好。
Overwrite(重寫)隱藏，
是指派生類的函數(shù)屏蔽了與其同名的基類函數(shù)，規(guī)則如下：
如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，但是參數(shù)不同。此時(shí)，不論有無 virtual 關(guān)鍵字，基類的函數(shù)將被隱藏（注意別與重載混淆）。 如果派生類的函數(shù)與基類的函數(shù)同名，并且參數(shù)也相同，但是基類函數(shù)沒有 virtual 關(guān)鍵字。此時(shí)，基類的函數(shù)被隱藏（注意別與覆蓋混淆）。
虛函數(shù)和純虛函數(shù)
虛函數(shù)：為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)綁定。使用基類的引用或指針調(diào)用虛函數(shù)的時(shí)候會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)綁定。 純虛函數(shù)：抽象類 構(gòu)造函數(shù)可以重載，但不能是虛函數(shù)，析構(gòu)函數(shù)可以是虛函數(shù)。
基類為什么需要虛析構(gòu)函數(shù)？
防止內(nèi)存泄漏。想去借助父類指針去銷毀子類對(duì)象的時(shí)候，不能去銷毀子類對(duì)象。假如沒有虛析構(gòu)函數(shù)，釋放一個(gè)由基類指針指向的派生類對(duì)象時(shí)，不會(huì)觸發(fā)動(dòng)態(tài)綁定，則只會(huì)調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)，不會(huì)調(diào)用派生類的。派生類中申請(qǐng)的空間則得不到釋放導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
構(gòu)造/析構(gòu)函數(shù)調(diào)用虛函數(shù)
派生類對(duì)象構(gòu)造期間進(jìn)入基類的構(gòu)造函數(shù)時(shí)，對(duì)象類型變成了基類類型，而不是派生類類型。
同樣，進(jìn)入基類析構(gòu)函數(shù)時(shí)，對(duì)象也是基類類型。
所以，虛函數(shù)始終僅僅調(diào)用基類的虛函數(shù)（如果是基類調(diào)用虛函數(shù)），不能達(dá)到多態(tài)的效果。
虛函數(shù)表
產(chǎn)生時(shí)間：編譯期 存儲(chǔ)位置：只讀數(shù)據(jù)段 .rodata 虛指針：類的每一個(gè)對(duì)象都包含一個(gè)虛指針（指向虛表），存在對(duì)象實(shí)例的最前面四個(gè)字節(jié) 虛指針創(chuàng)建時(shí)間：構(gòu)造函數(shù)
注：虛表中的指針會(huì)指向其繼承的最近的一個(gè)類的虛函數(shù)
const 相關(guān)
如何初始化 const 和 static 數(shù)據(jù)成員？
通常在類外申明 static 成員，但是 static const 的整型（ bool，char，int，long ）可以在類中聲明且初始化，static const 的其他類型必須在類外初始化（包括整型數(shù)組）。
static 和 const 分別怎么用，類里面 static 和 const 可以同時(shí)修飾成員函數(shù)嗎？
static 的作用：對(duì) static 的三條作用做一句話總結(jié)。首先 static 的最主要功能是隱藏，其次因?yàn)?static 變量存放在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，所以它具備持久性和默認(rèn)值 0。
對(duì)變量
局部變量
在局部變量之前加上關(guān)鍵字 static，局部變量就被定義成為一個(gè)局部靜態(tài)變量。
內(nèi)存中的位置：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū) 初始化：未經(jīng)初始化的全局靜態(tài)變量會(huì)被程序自動(dòng)初始化為0（自動(dòng)對(duì)象的值是任意的，除非他被顯示初始化） 作用域：作用域仍為局部作用域，當(dāng)定義它的函數(shù)或者語句塊結(jié)束的時(shí)候，作用域隨之結(jié)束。
注：當(dāng) static 用來修飾局部變量的時(shí)候，它就改變了局部變量的存儲(chǔ)位置（從原來的棧中存放改為靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)）及其生命周期（局部靜態(tài)變量在離開作用域之后，并沒有被銷毀，而是仍然駐留在內(nèi)存當(dāng)中，直到程序結(jié)束，只不過我們不能再對(duì)他進(jìn)行訪問），但未改變其作用域。
全局變量
在全局變量之前加上關(guān)鍵字 static，全局變量就被定義成為一個(gè)全局靜態(tài)變量。
內(nèi)存中的位置：靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)（靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)在整個(gè)程序運(yùn)行期間都存在） 初始化：未經(jīng)初始化的全局靜態(tài)變量會(huì)被程序自動(dòng)初始化為 0（自動(dòng)對(duì)象的值是任意的，除非他被顯示初始化） 作用域：全局靜態(tài)變量在聲明他的文件之外是不可見的。準(zhǔn)確地講從定義之處開始到文件結(jié)尾。
注：static 修飾全局變量，并未改變其存儲(chǔ)位置及生命周期，而是改變了其作用域，使當(dāng)前文件外的源文件無法訪問該變量，好處如下：
不會(huì)被其他文件所訪問，修改 其他文件中可以使用相同名字的變量，不會(huì)發(fā)生沖突。對(duì)全局函數(shù)也是有隱藏作用。而普通全局變量只要定義了，任何地方都能使用，使用前需要聲明所有的 .c 文件，只能定義一次普通全局變量，但是可以聲明多次（外部鏈接）。
注意：全局變量的作用域是全局范圍，但是在某個(gè)文件中使用時(shí)，必須先聲明。
對(duì)類
成員變量
用 static 修飾類的數(shù)據(jù)成員實(shí)際使其成為類的全局變量，會(huì)被類的所有對(duì)象共享，包括派生類的對(duì)象。因此，static 成員必須在類外進(jìn)行初始化(初始化格式：int base::var=10;)，而不能在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)進(jìn)行初始化，不過也可以用 const 修飾 static 數(shù)據(jù)成員在類內(nèi)初始化 。因?yàn)殪o態(tài)成員屬于整個(gè)類，而不屬于某個(gè)對(duì)象，如果在類內(nèi)初始化，會(huì)導(dǎo)致每個(gè)對(duì)象都包含該靜態(tài)成員，這是矛盾的。
特點(diǎn)：
不要試圖在頭文件中定義(初始化)靜態(tài)數(shù)據(jù)成員。在大多數(shù)的情況下，這樣做會(huì)引起重復(fù)定義這樣的錯(cuò)誤。即使加上 #ifndef#define#endif或者#pragma once也不行。靜態(tài)數(shù)據(jù)成員可以成為成員函數(shù)的可選參數(shù)，而普通數(shù)據(jù)成員則不可以。 靜態(tài)數(shù)據(jù)成員的類型可以是所屬類的類型，而普通數(shù)據(jù)成員則不可以。普通數(shù)據(jù)成員的只能聲明為 所屬類類型的指針或引用。
成員函數(shù)
用 static 修飾成員函數(shù)，使這個(gè)類只存在這一份函數(shù)，所有對(duì)象共享該函數(shù)，不含 this 指針。 靜態(tài)成員是可以獨(dú)立訪問的，也就是說，無須創(chuàng)建任何對(duì)象實(shí)例就可以訪問。 base::func(5,3);當(dāng) static 成員函數(shù)在類外定義時(shí)不需要加 static 修飾符。在靜態(tài)成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中不能直接引用類中說明的非靜態(tài)成員，可以引用類中說明的靜態(tài)成員。因?yàn)殪o態(tài)成員函數(shù)不含this指針。
不可以同時(shí)用 const 和 static 修飾成員函數(shù)。
C++ 編譯器在實(shí)現(xiàn) const 的成員函數(shù)的時(shí)候?yàn)榱舜_保該函數(shù)不能修改類的實(shí)例的狀態(tài)，會(huì)在函數(shù)中添加一個(gè)隱式的參數(shù) const this*。但當(dāng)一個(gè)成員為 static 的時(shí)候，該函數(shù)是沒有 this 指針的。也就是說此時(shí) const 的用法和 static 是沖突的。
我們也可以這樣理解：兩者的語意是矛盾的。static 的作用是表示該函數(shù)只作用在類型的靜態(tài)變量上，與類的實(shí)例沒有關(guān)系；而 const 的作用是確保函數(shù)不能修改類的實(shí)例的狀態(tài)，與類型的靜態(tài)變量沒有關(guān)系。因此不能同時(shí)用它們。
const的作用：
限定變量為不可修改。 限定成員函數(shù)不可以修改任何數(shù)據(jù)成員。 const 與指針：
const char *p 常量指針，可以換方向，不可以改內(nèi)容
char * const p，指針常量，不可以換方向，可以改內(nèi)容
構(gòu)造函數(shù)
構(gòu)造函數(shù)調(diào)用順序
虛基類構(gòu)造函數(shù)（被繼承的順序） 非虛基類構(gòu)造函數(shù)（被繼承的順序） 成員對(duì)象構(gòu)造函數(shù)（聲明順序） 自己的構(gòu)造函數(shù)
自身構(gòu)造函數(shù)順序
虛表指針（防止初始化列表里面調(diào)用虛函數(shù)，否則調(diào)用的是父類的虛函數(shù)） 初始化列表（const、引用、沒有定義默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)的類型） 花括號(hào)里的 （初始化列表直接初始化，這個(gè)先初始化后賦值）
this 指針
創(chuàng)建時(shí)間：成員函數(shù)調(diào)用前生成，調(diào)用后清除
如何傳遞給成員函數(shù)：通過函數(shù)參數(shù)的首參數(shù)來傳遞
extern 關(guān)鍵字
置于變量或者函數(shù)前，以標(biāo)示變量或者函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數(shù)時(shí)在其他模塊中尋找其定義 extern “C” void fun(); 告訴編譯器按C的規(guī)則去翻譯
以下關(guān)鍵字的作用？使用場景？
inline：在 c/c++ 中，為了解決一些頻繁調(diào)用的小函數(shù)大量消耗棧空間（棧內(nèi)存）的問題，特別的引入了 inline 修飾符，表示為內(nèi)聯(lián)函數(shù)。 decltype:從表達(dá)式中推斷出要定義變量的類型，但卻不想用表達(dá)式的值去初始化變量。還有可能是函數(shù)的返回類型為某表達(dá)式的的值類型。 volatile：volatile 關(guān)鍵字是一種類型修飾符，用它聲明的類型變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如：操作系統(tǒng)、硬件或者其它線程等。遇到這個(gè)關(guān)鍵字聲明的變量，編譯器對(duì)訪問該變量的代碼就不再進(jìn)行優(yōu)化，從而可以提供對(duì)特殊地址的穩(wěn)定訪問。
淺拷貝與深拷貝
什么時(shí)候用到拷貝函數(shù)？
一個(gè)對(duì)象以值傳遞的方式傳入函數(shù)體（參數(shù)）； 一個(gè)對(duì)象以值傳遞的方式從函數(shù)返回（返回值）； 一個(gè)對(duì)象需要通過另外一個(gè)對(duì)象進(jìn)行初始化（初始化）。
如果在類中沒有顯式地聲明一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，那么，編譯器將會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)默認(rèn)的拷貝構(gòu)造函數(shù)，該構(gòu)造函數(shù)完成對(duì)象之間的位拷貝。位拷貝又稱淺拷貝
默認(rèn)拷貝構(gòu)造函數(shù)是淺拷貝。如果一個(gè)類擁有資源，當(dāng)這個(gè)類的對(duì)象發(fā)生復(fù)制過程的時(shí)候，資源重新分配，這個(gè)過程就是深拷貝，反之，沒有重新分配資源，就是淺拷貝。
如果實(shí)行位拷貝，也就是把對(duì)象里的值完全復(fù)制給另一個(gè)對(duì)象，如 A=B。這時(shí)，如果 B 中有一個(gè)成員變量指針已經(jīng)申請(qǐng)了內(nèi)存，那 A 中的那個(gè)成員變量也指向同一塊內(nèi)存。這就出現(xiàn)了問題：當(dāng) B 把內(nèi)存釋放了（如：析構(gòu)），這時(shí)A內(nèi)的指針就是野指針了，出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤。
C++類中成員初始化順序
成員變量在使用初始化列表初始化時(shí)，與構(gòu)造函數(shù)中初始化成員列表的順序無關(guān)，只與定義成員變量的順序有關(guān)。
類中 const 成員常量必須在構(gòu)造函數(shù)初始化列表中初始化。類中 static 成員變量，只能在類外初始化(同一類的所有實(shí)例共享靜態(tài)成員變量)。
構(gòu)造過程
分配內(nèi)存 進(jìn)行父類的構(gòu)造，按照父類的聲明順序（遞歸過程） 構(gòu)造虛表指針，對(duì)虛表指針賦值 根據(jù)初始化列表中的值初始化變量 執(zhí)行構(gòu)造函數(shù){}內(nèi)的
構(gòu)造函數(shù)初始化列表
const 或引用類型的成員。因?yàn)?const 對(duì)象或引用類型只能初始化，不能對(duì)他們賦值。
與對(duì)數(shù)據(jù)成員賦值的區(qū)別：
內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，復(fù)合類型（指針，引用）：結(jié)果和性能上相同。 用戶定義類型（類類型）：結(jié)果上相同，但是性能上存在很大的差別。
vector 中 size() 和 capacity() 的區(qū)別
size() 指容器當(dāng)前擁有的元素個(gè)數(shù)（對(duì)應(yīng)的resize(size_type)會(huì)在容器尾添加或刪除一些元素，來調(diào)整容器中實(shí)際的內(nèi)容，使容器達(dá)到指定的大小。）；capacity（）指容器在必須分配存儲(chǔ)空間之前可以存儲(chǔ)的元素總數(shù)。
size 表示的這個(gè) vector 里容納了多少個(gè)元素，capacity 表示 vector 能夠容納多少元素，它們的不同是在于 vector 的 size 是 2 倍增長的。如果 vector 的大小不夠了，比如現(xiàn)在的 capacity 是 4，插入到第五個(gè)元素的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)不夠了，此時(shí)會(huì)給他重新分配 8 個(gè)空間，把原來的數(shù)據(jù)及新的數(shù)據(jù)復(fù)制到這個(gè)新分配的空間里。（會(huì)有迭代器失效的問題）
定義一個(gè)空類編譯器做了哪些操作
如果你只是聲明一個(gè)空類，不做任何事情的話，編譯器會(huì)自動(dòng)為你生成一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、一個(gè)拷貝默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)、一個(gè)默認(rèn)拷貝賦值操作符和一個(gè)默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)。這些函數(shù)只有在第一次被調(diào)用時(shí)，才會(huì)被編譯器創(chuàng)建。所有這些函數(shù)都是 inline 和 public 的。
強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換
static_cast
用法：static_cast < type-id > ( expression )
q1. 為什么需要 static_cast 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換？
void指針->其他類型指針 (不安全) 改變通常的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 用于類層次結(jié)構(gòu)中基類和子類之間指針或引用的轉(zhuǎn)換。進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換（把子類的指針或引用轉(zhuǎn)換成基類表示）是安全的；進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換（把基類指針或引用轉(zhuǎn)換成子類指針或引用）時(shí)，由于沒有動(dòng)態(tài)類型檢查，所以是不安全的。
dynamic_cast
用法：dynamic_cast < type-id > ( expression )
dynamic_cast 主要用于類層次間的上行轉(zhuǎn)換和下行轉(zhuǎn)換，還可以用于類之間的交叉轉(zhuǎn)換（同一基類的兩個(gè)同級(jí)派生類）。
在類層次間進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast和static_cast的效果是一樣的；在進(jìn)行下行轉(zhuǎn)換時(shí)，dynamic_cast具有類型檢查的功能，比static_cast更安全。
reinpreter_cast
它可以把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，也可以把一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換成一個(gè)指針（先把一個(gè)指針轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)，在把該整數(shù)轉(zhuǎn)換成原類型的指針，還可以得到原先的指針值）。
const_cast該運(yùn)算符用來修改類型的 const 或 volatile 屬性。除了 const 或 volatile 修飾之外， type_id 和 expression 的類型是一樣的。
常量指針被轉(zhuǎn)化成非常量指針，并且仍然指向原來的對(duì)象；常量引用被轉(zhuǎn)換成非常量引用，并且仍然指向原來的對(duì)象；常量對(duì)象被轉(zhuǎn)換成非常量對(duì)象。
volatile 關(guān)鍵字
使用方法： int volatile x;作用：編譯器不再優(yōu)化。讓編譯器每次操作該變量時(shí)一定要從內(nèi)存中真正取出，而不是使用已經(jīng)存在寄存器中的值 。
內(nèi)存管理
C 內(nèi)存分配
malloc：在內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分配區(qū)域中分配一個(gè)長度為 size 的連續(xù)空間，如果分配成功，則返回所分配內(nèi)存空間的首地址，否則返回 NULL，申請(qǐng)的內(nèi)存不會(huì)初始化。 calloc：分配一個(gè) num * size 連續(xù)的空間，會(huì)自動(dòng)初始化為0。 realloc：動(dòng)態(tài)分配一個(gè)長度為 size 的內(nèi)存空間，并把內(nèi)存空間的首地址賦值給 ptr，把 ptr 內(nèi)存空間調(diào)整為 size。
C++ 內(nèi)存分配：
-棧區(qū)（stack）：主要存放函數(shù)參數(shù)以及局部變量，由系統(tǒng)自動(dòng)分配釋放。
堆區(qū)（heap）：由用戶通過 malloc/new 手動(dòng)申請(qǐng)，手動(dòng)釋放。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。 全局/靜態(tài)區(qū)：存放全局變量、靜態(tài)變量；程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。- - 字符串常量區(qū)：字符串常量就放在這里，程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。 代碼區(qū)：存放程序的二進(jìn)制代碼。
結(jié)構(gòu)體字節(jié)對(duì)齊問題？結(jié)構(gòu)體/類大小的計(jì)算？
默認(rèn)字節(jié)對(duì)齊
各成員變量存放的起始地址相對(duì)于結(jié)構(gòu)的起始地址的偏移量必須是該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)的倍數(shù)，結(jié)構(gòu)的大小為結(jié)構(gòu)的字節(jié)邊界數(shù)（即該結(jié)構(gòu)中占用最大空間的類型所占用的字節(jié)數(shù)）的倍數(shù) n 字節(jié)對(duì)齊。
pragma pack(n)
如果 n 大于等于該變量所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量必須滿足默認(rèn)的對(duì)齊方式； 如果 n 小于該變量的類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么偏移量為 n 的倍數(shù)，不用滿足默認(rèn)的對(duì)齊方式； 如果 n 大于所有成員變量類型所占用的字節(jié)數(shù)，那么結(jié)構(gòu)體的總大小必須為占用空間最大的變量占用的空間數(shù)的倍數(shù)；否則必須為n的倍數(shù)（兩者相比，取小）；
虛函數(shù)的大小計(jì)算
假設(shè)經(jīng)過成員對(duì)齊后的類的大小為 size 個(gè)字節(jié)。那么類的 sizeof 大小可以這么計(jì)算：size + 4*（虛函數(shù)指針的個(gè)數(shù) n）。
聯(lián)合體的大小計(jì)算
聯(lián)合體所占的空間不僅取決于最寬成員，還跟所有成員有關(guān)系，即其大小必須滿足兩個(gè)條件：
大小足夠容納最寬的成員； 大小能被其包含的所有基本數(shù)據(jù)類型的大小所整除。
常見例子：
class A {};: sizeof(A) = 1;
class A { virtual Fun(){} };: sizeof(A) = 4(32位機(jī)器)/8(64位機(jī)器);
class A { static int a; };: sizeof(A) = 1;
class A { int a; };: sizeof(A) = 4;
class A { static int a; int b; };: sizeof(A) = 4;
指針和引用
區(qū)別
定義：指針是一個(gè)對(duì)象，引用本身不是對(duì)象，只是另一個(gè)對(duì)象的別名； 指針是“指向”另外一種類型的復(fù)合類型； 引用本身不是一個(gè)對(duì)象，所以不能定義引用的引用； 引用只能綁定到對(duì)象上，它只是一個(gè)對(duì)象的別名，因此引用必須初始化，且不能更換引用對(duì)象。
指針
可以有 const 指針，但是沒有 const 引用（const 引用可讀不可改，與綁定對(duì)象是否為 const 無關(guān)）
注：引用可以指向常量，也可以指向變量。例如int &a=b，使引用 a 指向變量 b。而為了讓引用指向常量，必須使用常量引用，如const int &a=1; 它代表的是引用 a 指向一個(gè)const int型，這個(gè) int 型的值不能被改變，而不是引用 a 的指向不能被改變，因?yàn)橐玫闹赶虮緛砭褪遣豢勺兊模瑹o需加 const 聲明。即指針存在常量指針int const *p和指針常量int *const p，而引用只存在常量引用int const &a，不存在引用常量int& const a。
指針可以有多級(jí)，但是引用只能是一級(jí)（int **p；合法 而 int &&a 是不合法的） 指針的值可以為空，但是引用的值不能為 NULL，并且引用在定義的時(shí)候必須初始化； 指針的值在初始化后可以改變，即指向其它的存儲(chǔ)單元，而引用在進(jìn)行初始化后就不會(huì)再改變了。 "sizeof 引用"得到的是所指向的變量(對(duì)象)的大小，而" sizeof 指針"得到的是指針本身的大小； 指針和引用的自增(++)運(yùn)算意義不一樣； 指針使用時(shí)需要解引用（*），引用則不需要；
指針的注意點(diǎn)
1、指針指向常量存儲(chǔ)區(qū)對(duì)象
char *p="abc";此時(shí) p 指向的是一個(gè)字符串常量，不能對(duì) *p 的內(nèi)容進(jìn)行寫操作，如 srtcpy(p,s) 是錯(cuò)誤的，因?yàn)?p 的內(nèi)容為 “abc” 字符串常量，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在常量存儲(chǔ)區(qū)，但可以對(duì)指針 p 進(jìn)行操作，讓其指向其他的內(nèi)存空間。
2、資源泄漏
char *p=new char[3]; //分配三個(gè)字符空間，p指向該內(nèi)存空間
p="ab"； //此時(shí)p指向常量“ab”,而不再是new char分配的內(nèi)存空間了，從而造成了資源泄漏
delete []p; //釋放時(shí)報(bào)錯(cuò)
3、內(nèi)存越界
char *p=new char[3]; //分配三個(gè)字符空間，p指向該內(nèi)存空間
strcpy(p,"abcd"); //將abcd存處在分配的內(nèi)存空間中，由于strlen("abcd")=4>3，越界
delete []p; //釋放時(shí)出錯(cuò)
new和malloc的區(qū)別
new 是運(yùn)算符，malloc() 是一個(gè)庫函數(shù)； new 會(huì)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，malloc 不會(huì)； new 返回指定類型指針，malloc 返回 void* 指針，需要強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換； new 會(huì)自動(dòng)計(jì)算需分配的空間，malloc 不行； new 可以被重載，malloc 不能。
懸空指針與野指針
懸空指針：當(dāng)所指向的對(duì)象被釋放或者收回，但是沒有讓指針指向NULL； 野指針：那些未初始化的指針；
空指針能調(diào)用類成員函數(shù)嗎
可以調(diào)用成員函數(shù)。當(dāng)調(diào)用p->func1(); 這句話時(shí)，其實(shí)就是調(diào)用 A::func1(this) ，而成員函數(shù)的地址在編譯時(shí)就已經(jīng)確定， 所以空指針也是可以調(diào)用普通成員函數(shù)，只不過此時(shí)的 this 指針指向空而已，但函數(shù) fun1 函數(shù)體內(nèi)并沒有用到 this 指針，所以不會(huì)出現(xiàn)問題。
不可以調(diào)用虛函數(shù)。如果一個(gè)類中包含虛函數(shù)，那么它所實(shí)例化處的對(duì)象的前四個(gè)字節(jié)是一個(gè)虛表指針，這個(gè)虛表指針指向的是虛函數(shù)表。當(dāng)然，虛函數(shù)的地址也是在編譯時(shí)就已經(jīng)確定了，這些虛函數(shù)地址存放在虛函數(shù)表里面，而虛函數(shù)表就在程序地址空間的數(shù)據(jù)段（靜態(tài)區(qū)），也就是說虛表的建立是在編譯階段就完成的；當(dāng)調(diào)用構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候才會(huì)初始化虛函數(shù)表指針，即把虛表指針存放在對(duì)象前四個(gè)字節(jié)（32 位下）。試想一下，假如用空指針調(diào)用虛函數(shù)，這個(gè)指針根本就找不到對(duì)應(yīng)的對(duì)象的地址，因此他也不知道虛表的地址，沒有虛表的地址，怎么能調(diào)用虛函數(shù)呢
智能指針
unique_ptr
摒棄 auto_ptr 的原因：避免潛在的內(nèi)存崩潰問題。如下代碼用 auto_ptr 的話不會(huì)出現(xiàn)問題，但 p3 是無法訪問的。
unique_ptr<string> p3 (new string ("auto");
unique_ptr<string> p4；
p4 = p3; // 編譯器認(rèn)為非法
只允許基礎(chǔ)指針的一個(gè)所有者。unique_ptr小巧高效；大小等同于一個(gè)指針且支持右值引用，從而可實(shí)現(xiàn)快速插入和對(duì)STL集合的檢索。
注意：當(dāng)程序試圖將一個(gè) unique_ptr 賦值給另一個(gè)時(shí)，如果源 unique_ptr 是個(gè)臨時(shí)右值，編譯器允許這么做；如果源 unique_ptr 將存在一段時(shí)間，編譯器將禁止這么做。
shared_ptr
采用引用計(jì)數(shù)的智能指針，主要用于要將一個(gè)原始指針分配給多個(gè)所有者（例如，從容器返回了指針副本又想保留原始指針時(shí)）的情況。當(dāng)所有的 shared_ptr 所有者超出了范圍或放棄所有權(quán)，才會(huì)刪除原始指針。大小為兩個(gè)指針；一個(gè)用于對(duì)象，另一個(gè)用于包含引用計(jì)數(shù)的共享控制塊。
最安全的分配和使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存的方法是調(diào)用 make_shared 標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，此函數(shù)在動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存中分配一個(gè)對(duì)象并初始化它，返回對(duì)象的 shared_ptr。
堆和棧
棧 ：只要棧的剩余空間大于所申請(qǐng)的空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報(bào)異常提示棧溢出。 堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個(gè)記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)受到程序的申請(qǐng)時(shí)，會(huì)遍歷該鏈表，尋找第一個(gè)空間大于所申請(qǐng)空間的堆。
編譯與優(yōu)化
靜態(tài)鏈接與動(dòng)態(tài)鏈接
靜態(tài)鏈接：
定義：在生成可執(zhí)行文件的時(shí)候(鏈接階段)，把所有需要的函數(shù)的二進(jìn)制代碼都包含到可執(zhí)行文件中去。 特點(diǎn)：鏈接器需要知道參與鏈接的目標(biāo)文件需要哪些函數(shù)，同時(shí)也要知道每個(gè)目標(biāo)文件都能提供什么函數(shù)，這樣鏈接器才能知道是不是每個(gè)目標(biāo)文件所需要的函數(shù)都能正確地鏈接。如果某個(gè)目標(biāo)文件需要的函數(shù)在參與鏈接的目標(biāo)文件中找不到的話，鏈接器就報(bào)錯(cuò)了。目標(biāo)文件中有兩個(gè)重要的接口來提供這些信息：一個(gè)是符號(hào)表，另外一個(gè)是重定位表。 缺點(diǎn)：1. 程序體積會(huì)變大；2. 靜態(tài)庫有更新的話，所有可執(zhí)行文件都需要重新鏈接
動(dòng)態(tài)鏈接：
定義：在編譯的時(shí)候不直接拷貝可執(zhí)行代碼，而是通過記錄一系列符號(hào)和參數(shù)，在程序運(yùn)行或加載時(shí)將這些信息傳遞給操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將需要的動(dòng)態(tài)庫加載到內(nèi)存中，然后程序在運(yùn)行到指定的代碼時(shí)，去共享執(zhí)行內(nèi)存中已經(jīng)加載的動(dòng)態(tài)庫可執(zhí)行代碼，最終達(dá)到運(yùn)行時(shí)連接的目的。
缺點(diǎn)：1. 運(yùn)行時(shí)加載，影響性能
靜態(tài)鏈接過程
操作系統(tǒng)會(huì)讀取可執(zhí)行文件的頭部，檢查文件的合法性，然后從頭部中的 “Program Header”中讀取每個(gè)“Segment”的虛擬地址、文件地址和屬性，并將它們映射到進(jìn)程虛擬空間的相應(yīng)位置；操作系統(tǒng)就會(huì)把控制權(quán)交給可執(zhí)行文件的入口地址，然后程序開始執(zhí)行。
動(dòng)態(tài)鏈接過程
操作系統(tǒng)會(huì)讀取可執(zhí)行文件的頭部，檢查文件的合法性，然后從頭部中的 “Program Header”中讀取每個(gè)“Segment”的虛擬地址、文件地址和屬性，并將它們映射到進(jìn)程虛擬空間的相應(yīng)位置；操作系統(tǒng)啟動(dòng)一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接器——ld.so，它其實(shí)是個(gè)共享對(duì)象，操作系統(tǒng)同樣通過映射的方式將它加在到進(jìn)程的地址空間中，加載完動(dòng)態(tài)鏈接器之后，將控制權(quán)交給動(dòng)態(tài)鏈接器的入口地址； 動(dòng)態(tài)鏈接器開始執(zhí)行一系列自身的初始化操作，然后根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)，開始對(duì)可執(zhí)行文件進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接工作； 所有動(dòng)態(tài)鏈接工作完成后，動(dòng)態(tài)鏈接器就會(huì)將控制權(quán)交給可執(zhí)行文件的入口地址，程序開始正式執(zhí)行。
程序加載的內(nèi)存分布
在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，每個(gè)進(jìn)程都運(yùn)行在一個(gè)屬于自己的虛擬內(nèi)存中，而虛擬內(nèi)存被分為許多頁，并映射到物理內(nèi)存中，被加載到物理內(nèi)存中的文件才能夠被執(zhí)行。
代碼段(.text)：用來存放可執(zhí)行文件的機(jī)器指令。存放在只讀區(qū)域，以防止被修改。 只讀數(shù)據(jù)段(.rodata)：用來存放常量存放在只讀區(qū)域，如字符串常量、全局const變量等。 可讀寫數(shù)據(jù)段(.data)：用來存放可執(zhí)行文件中已初始化的全局變量和局部靜態(tài)變量。 BSS 段(.bss)：未初始化的全局變量和局部靜態(tài)變量以及初始化為 0 的全局變量一般放在 .bss 的段里，以節(jié)省內(nèi)存空間。 static int a=0;(初始化為 0 的全局變量（靜態(tài)變量）放在 .bss)。堆：用來容納應(yīng)用程序動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存區(qū)域。當(dāng)程序使用 malloc 或 new 分配內(nèi)存時(shí)，得到的內(nèi)存來自堆。堆通常位于棧的下方。向上生長 棧：用于維護(hù)函數(shù)調(diào)用的上下文。棧通常分配在用戶空間的最高地址處分配。向下生長 動(dòng)態(tài)鏈接庫映射區(qū)：如果程序調(diào)用了動(dòng)態(tài)鏈接庫，則會(huì)有這一部分。該區(qū)域是用于映射裝載的動(dòng)態(tài)鏈接庫。 保留區(qū)：內(nèi)存中受到保護(hù)而禁止訪問的內(nèi)存區(qū)域。
溢出，越界，泄漏
溢出
1、棧溢出：棧的大小通常是 1M-2M,所以棧溢出包含兩種情況，一是分配的的大小超過棧的最大值，二是分配的大小沒有超過最大值，但是接收的 buff 比新 buff 小 ，具體情況如下。
char a[10] = {0};
strcpy(a, "abjjijjlljiojohihiihiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii");
注意：調(diào)試時(shí)棧溢出的異常要在函數(shù)調(diào)用結(jié)束后才會(huì)檢測到，因?yàn)闂Ｊ窃诤瘮?shù)結(jié)束時(shí)才會(huì)開始進(jìn)行出棧操作。
2、內(nèi)存溢出：使用 malloc 和 new 分配的內(nèi)存，在拷貝時(shí)接收 buff 小于新 buff 時(shí)造成的現(xiàn)象。
越界
通常指數(shù)組越界
泄露
指堆內(nèi)存泄漏，是指使用 malloc 和 new 分配的內(nèi)存沒有釋放造成的
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