面经常见问题：C++篇

问题

1. 三种多态的实现方式及其区别
2. STL 容器在 for 循环中使用 erase 删除元素会导致什么问题？
3. 什么是Perfec t Forwarding？为什么要使用它，它解决了什么问题？写一下
4. 完美转发和移动语义的实践场景
5. 虚函数表的存储位置和内存结构
6. 单继承、多继承、虚继承的vptr是怎样的？对应的C++内存模型是怎样的
7. 虚函数能否是模板函数？为什么？
8. 析构函数声明为虚函数的原因是什么？
9. C++类默认生成的成员函数有哪些？
10. 左值和右值的区别与应用场景
11. Name Mangling的作用及其带来的兼容性问题
12. 动态库和静态库的优缺点对比
13. 什么是智能指针？什么是RAII？既然如此，全部用栈区不就可以了，为什么要堆区？ 或者全部用堆区可以了，为什么要栈区？
14. vector有什么缺点，为什么要有pvector？或者问移动构造的适用场景（如gapbs）
15. 【打卡题】const与指针和引用
16. 【打卡题】宏定义 define 和 const 常量
17. new 和malloc的区别
18. atomic原子操作为什么比读写锁更快？
19. vector和dequeue的区别，为什么遍历vector的效率更高。

参考回答

1. 三种多态的实现方式及其区别

   静态多态和动态多态：函数重载、运算符重载、泛型编程与模板（特别的CRTP）（编译期多态）；虚函数 动态多态

2. STL 容器在 for 循环中使用 erase 删除元素会导致什么问题？

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std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};

// 错误方式：迭代器失效、变成野指针
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) {
    if (*it % 2 == 0) {
        vec.erase(it);  // it 失效，后续 ++it 未定义行为
    }
}

// 正确方式1：利用返回值
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); ) {
    if (*it % 2 == 0) {
        it = vec.erase(it);  // erase返回下一个有效迭代器
    } else {
        ++it;
    }
}

// 正确方式2：remove-erase惯用法
vec.erase(std::remove_if(vec.begin(), vec.end(), 
                        [](int x) { return x % 2 == 0; }), 
          vec.end());

3. 什么是Perfec t Forwarding？为什么要使用它，它解决了什么问题？写一下
   在函数模板中，保持参数的原有类型和特性（const）进行转发。没有完美转发时，泛型编程会遇到参数类别丢失的问题。传入右值时，T会被推导成非右值，const属性也会消失；

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template<typename T>
void wrapper(T arg)
{
	callee(arg);
	callee（std::forward<T> (arg)）;
}

4. 完美转发和移动语义的实践场景
   日志函数\ 装饰器模式、容器构造器

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template<typename T>
void log_and_call(T arg){
	std::cout<<"aaa";
	call(std::forward<T> arg);
}

//比如我的项目中需要实现一个基于new的转发功能
template <typename T, typename... Args>
T* cxl_new(Args&&... args) {
	void* raw = hmalloc(sizeof(T));
	if (!raw) throw std::bad_alloc();
	return new (raw) T(std::forward<Args>(args)...);
}

5. 虚函数表的存储位置和内存结构
   vtable 只读数据段、vptr对象内部

6. 单继承、多继承、虚继承的vptr是怎样的？对应的C++内存模型是怎样的

7. 虚函数能否是模板函数？为什么？
   虚函数不能是模板函数。虚函数表要求在编译器固定布局，模板函数实例化在编译器按需生成。时机冲突

8. 析构函数声明为虚函数的原因是什么？
   当一个派生类对象通过 基类指针 删除时，如果基类的析构函数 不是虚的，将只会调用基类析构函数，而派生类部分不会被析构，造成 资源泄漏 或 未定义行为。

9. C++类默认生成的成员函数有哪些？
   默认构造、拷贝、析构、移动、拷贝赋值与移动赋值

10. 左值和右值的区别与应用场景

11. Name Mangling的作用及其带来的兼容性问题

12. 动态库和静态库的优缺点对比

13. 什么是智能指针？什么是RAII？既然如此，全部用栈区不就可以了，为什么要堆区？ 或者全部用堆区可以了，为什么要栈区？
    堆适用 大小不确定，并且可以利用零散碎片，栈不行；栈适合函数，天生紧凑，堆不行；两者协作处理会使得内存更加紧凑高效。

    工厂模式的一个优点：唯一化管理，比如LLVM中的Type类型管理

14. vector有什么缺点，为什么要有pvector？或者问移动构造的适用场景（如gapbs）

15. 【打卡题】const与指针和引用

16. 【打卡题】宏定义 define 和 const 常量

17. new 和malloc的区别

18. atomic原子操作为什么比读写锁更快？（硬件指令）
    1.硬件指令实现
    atomic原子操作是硬件级别的，直接在CPU指令和缓存层完成，会通过特定的硬件指令直接锁CPU的缓存行和内存总线，确保其他核心无法访问同一块内存。

    而读写锁则是软件级别的，需要内核系统调用实现，基于互斥锁机制实现，线程无法获取锁时会通过系统调用将自己放入等待队列，涉及用户态内核态切换，导致比成本比硬件实现高出几个数量级。