C++八股记录

C++内存管理

        C++中，内存分成5个区。

        栈：函数内局部变量；自动管理，效率高，但空间较小；

        堆：new分配的内存块；手动管理，效率低，但空间大；

        自由存储区：malloc分配的内存块；

        静态/全局存储区：全局变量、静态变量；

        常量存储区：常量。

new / delete 和 malloc / free

• 本质上：new和delete是操作符，malloc和free是库函数；
• 实现上：malloc将堆的特定段空间申请出来，new(1)调用operator new（C++的全局函数），(2)运行相应的构造函数以构造数据类型，并为其传入初值，（3）对象构造完成后，返回一个指向该数据类型的指针。对应的，delete也要先运行析构函数，再释放空间；
• 内存上：malloc申请的空间在堆上，new申请的空间在自由存储区（有些编译器new在底层的写法就是采用malloc来实现，所以也有一些说法说new申请的空间也在堆上，这也说明自由存储区可以在堆上，但不等同于堆）。
• 分配失败：new抛出异常，malloc返回NULL；
• 返回值类型：new不需要类型转换，malloc是void*，需要类型转换；
•  其它：new可以重载，malloc不能；new不支持已分配内存的扩张，malloc支持。

static

        修饰变量：

• 放在静态存储区；
• 修饰全局变量：不能被其它文件所用，其它文件中可以定义相同名字的变量，不会发生冲突；
• 修饰局部变量：局部变量每次的值保持到下一次函数调用；
• 修饰类的成员变量：该变量与类绑定，而不再与实例绑定，所有该类的实例（包含子类的实例）公用该变量；

        修饰函数：

• 修饰一般函数：静态函数不能被其它文件所用，其它文件中可以定义相同名字的函数，不会发生冲突；
• 修饰类的成员函数：

1. 普通的成员函数一般都隐含了一个this指针，this指针指向类的对象本身，因为普通成员函数总是具体的属于某个类的具体对象的。静态成员函数不具有this指针，所以也无法访问属于类对象的非静态数据或函数，只能访问其它静态成员变量和函数；
2. static成员函数不能被virtual修饰。

const

• 修饰一般变量：变量不可变，存储在常量区；
• 修饰指针：指针指向的内容不可变；
• 修饰类的成员变量：成员常量，不能修改，它只能在初始化列表中赋值；
• 修饰成员函数：实质上修饰的是成员函数影藏得this指针，表示该成员函数不能对类的成员变量做修改。
• 和define区别：

extern

• 修饰当前文件的全局变量：使得该全局变量在定义点之前就能被引用，使其作用域提前；
• 修饰其它文件的全局变量：想引用另外一个源文件中已经定义的外部变量。

多态和虚函数：

        C++通过虚函数实现。只要含有虚函数的类就会为该类生成一个全局唯一虚函数表，虚函数表中记录类中虚函数的入口地址，同时会在每个实例内存的开始生成一个虚函数表指针，指向虚函数表。

        而当一个子类继承一个有虚函数的父类后，同时也会继承父类的虚函数表，如果子类重写了一个虚函数，就会把虚函数表中该虚函数的地址改成重写后的版本。

        这样一个父类指针指向一个子类对象，想要调用某虚函数时，通过对象内存地址找到的是子类虚函数表，就可以调用子类的版本。这就实现了多态，即一个父类指针指向不同对象，调用相同的函数，表现出不同的形态。

struct和union

• struct：成员占用的内存空间独立，大小是累加的；
• union：所有的成员共用一块地址空间。

引用和指针

• 引用：变量的别名；
• 指针：一个变量，存放地址。

野指针

        指针变量没有被初始化；

        指针被free或者delete之后，没有置为NULL，让人误以为p是个合法的指针；

        指针操作超越了变量的作用域范围。

构造函数和析构函数