以下是C++常见面试题及其解析，涵盖基础概念、面向对象、内存管理和高级特性等方面：

1. 指针和引用的区别

o 答案：

o 指针是一个变量，存储内存地址；引用是别名，绑定到某个对象。

o 指针可以为空（nullptr），引用必须初始化且不可为空。

o 指针可以重新指向其他对象，引用绑定后不可更改。

o 使用指针需要手动解引用（*），引用直接使用。

o 解析：

引用在底层通过指针实现，但语法更安全。函数参数传递时，引用可避免拷贝且无需检查空指针。

2. 虚函数（Virtual Function）与多态

o 答案：

虚函数通过虚函数表（vtable）实现动态多态。基类声明virtual的函数，派生类可覆盖（override）。运行时根据对象实际类型调用正确函数。

o 解析：

o 虚函数表是编译器为每个含虚函数的类生成的函数指针数组。

o 对象内存布局包含指向虚表的指针（vptr）。

o override关键字（C++11）明确表示覆盖基类虚函数，避免拼写错误导致的隐藏（hide）。

3. new和malloc的区别

o 答案：

o new是运算符，malloc是库函数。

o new调用构造函数，malloc仅分配内存。

o new返回类型指针，malloc返回void*需强制转换。

o new失败抛出异常，malloc返回NULL。

o 解析：

优先使用new（类型安全），C++中new可重载，malloc不可。

4. 智能指针（Smart Pointers）

o 答案：

o unique_ptr：独占所有权，不可拷贝，可移动（std::move）。

o shared_ptr：引用计数，多个指针共享对象。

o weak_ptr：解决shared_ptr循环引用问题，不增加引用计数。

o 解析：

5. 堆（Heap）和栈（Stack）的区别

o 答案：

o 栈：由编译器管理，存储局部变量、函数参数，分配速度快，内存连续。

o 堆：手动管理（new/malloc），内存动态分配，可能产生碎片。

o 生命周期：栈变量随作用域结束销毁；堆对象需显式释放。

o 解析：

栈大小有限（默认几MB），堆受系统内存限制。

6. 虚析构函数的作用

o 答案：

基类析构函数声明为虚函数（virtual ~Base(){}），确保通过基类指针删除派生类对象时，调用完整的析构链。

o 解析：

若基类析构非虚，删除派生类对象时仅调用基类析构函数，导致内存泄漏。

7. const关键字的用法

o 答案：

o 修饰变量：值不可变（const int x = 5;）。

o 修饰指针：const int* p（指向常量）或int* const p（指针不可变）。

o 成员函数：void func() const，表示不修改成员变量。

o 解析：

const提高代码安全性，编译器强制检查。

8. STL中vector和list的区别

o 答案：

o vector：动态数组，连续内存，支持随机访问（O(1)），插入/删除尾部高效（O(1)），中间操作O(n)。

o list：双向链表，非连续内存，插入/删除任意位置O(1)，随机访问O(n)。

o 解析：

频繁插入/删除选择list，需要快速访问选择vector。

9. 单例模式（Singleton）实现

o 答案（C++11线程安全版）：

o 解析：

通过删除拷贝构造函数和赋值运算符确保唯一性，局部静态变量实现懒加载。

10. 移动语义（Move Semantics）

o 答案：

C++11引入移动语义，通过右值引用（&&）转移资源所有权，避免深拷贝。

示例：

o 解析：

std::move将左值转换为右值，触发移动操作。

总结

掌握上述问题需理解C++核心机制（如内存管理、多态、RAII）和现代特性（如智能指针、移动语义）。面试时结合代码示例和实际项目经验，展示对底层原理和工程实践的理解。

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