51-60==c++知识点

51、静态变量什么时候初始化

• 1. 初始化只有一次，但是可以多次赋值，在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存。
• 2. 静态局部变量和全局变量一样，数据都存放在全局区域，所以在主程序之前，编译器已经为其分配好了内存，但在C和C++中静态局部变量的初始化节点又有点不太一样。在C中，初始化发生在代码执行之前，编译阶段分配好内存之后，就会进行初始化，所以我们看到在C语言中无法使用变量对静态局部变量进行初始化，在程序运行结束，变量所处的全局内存会被全部回收。
• 3)** 而在C++中，初始化时在执行相关代码时才会进行初始化**，主要是由于C++引入对象后，要进行初始化必须执行相应构造函数和析构函数，在构造函数或析构函数中经常会需要进行某些程序中需要进行的特定操作，并非简单地分配内存。所以C++标准定为全局或静态对象是有首次用到时才会进行构造，并通过atexit()来管理。在程序结束，按照构造顺序反方向进行逐个析构。所以在C++中是可以使用变量对静态局部变量进行初始化的。

52、const关键字?

• 1. 阻止一个变量被改变，可以使用const关键字。在定义该const变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没有机会再去改变它了；
• 2. 对指针来说，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指的数据为const，或二者同时指定为const；
• 3. 在一个函数声明中，const可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值；
• 4. 对于类的成员函数，若指定其为const类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量，类的常对象只能访问类的常成员函数；
• 5. 对于类的成员函数，有时候必须指定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。
• 6. const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员，也可以访问const对象内的所有数据成员；
• 7. 非const成员函数可以访问非const对象的非const数据成员、const数据成员，但不可以访问const对象的任意数据成员；
• 8. 一个没有明确声明为const的成员函数被看作是将要修改对象中数据成员的函数，而且编译器不允许它为一个const对象所调用。因此const对象只能调用const成员函数。
• 10. const类型变量必须定义的时候进行初始化，因此也导致如果类的成员变量有const类型的变量，那么该变量必须在类的初始化列表中进行初始化；
• 11. **对于函数值传递的情况，因为参数传递是通过复制实参创建一个临时变量传递进函数的，函数内只能改变临时变量，但无法改变实参。则这个时候无论加不加const对实参不会产生任何影响。但是在引用或指针传递函数调用中，因为传进去的是一个引用或指针，这样函数内部可以改变引用或指针所指向的变量，这时const 才是实实在在地保护了实参所指向的变量。**因为在编译阶段编译器对调用函数的选择是根据实参进行的，所以，只有引用传递和指针传递可以用是否加const来重载。一个拥有顶层const的形参无法和另一个没有顶层const的形参区分开来。

53、指针和const的用法

• 1. 当const修饰指针时，由于const的位置不同，它的修饰对象会有所不同。
• 2. int const p2中const修饰p2的值,所以理解为p2的值不可以改变，即p2只能指向固定的一个变量地址，但可以通过p2读写这个变量的值。顶层指针表示指针本身是一个常量
• 3. int const p1或者const int p1两种情况中const修饰p1，所以理解为p1的值不可以改变，即不可以给*p1赋值改变p1指向变量的值，但可以通过给p赋值不同的地址改变这个指针指向。
• 底层指针表示指针所指向的变量是一个常量。

54、形参与实参的区别？

• 1. **形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时， 即刻释放所分配的内存单元。**因此，形参只有在函数内部有效。 函数调用结束返回主调函数后则不能再使用该形参变量。
• 2. 实参可以是常量、变量、表达式、函数等， 无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须具有确定的值， 以便把这些值传送给形参。 因此应预先用赋值，输入等办法使实参获得确定值，会产生一个临时变量。
• 3. 实参和形参在数量上，类型上，顺序上应严格一致， 否则会发生“类型不匹配”的错误。
• 4. 函数调用中发生的数据传送是单向的。 即只能把实参的值传送给形参，而不能把形参的值反向地传送给实参。 因此在函数调用过程中，形参的值发生改变，而实参中的值不会变化。
• 5. 当形参和实参不是指针类型时，在该函数运行时，形参和实参是不同的变量，他们在内存中位于不同的位置，形参将实参的内容复制一份，在该函数运行结束的时候形参被释放，而实参内容不会改变。

55、值传递、指针传递、引用传递的区别和效率

• 1. 值传递：有一个形参向函数所属的栈拷贝数据的过程，如果值传递的对象是类对象或是大的结构体对象，将耗费一定的时间和空间。（传值）
• 2. 指针传递：同样有一个形参向函数所属的栈拷贝数据的过程，但拷贝的数据是一个固定为4字节的地址。（传值，传递的是地址值）
• 3. 引用传递：同样有上述的数据拷贝过程，但其是针对地址的，相当于为该数据所在的地址起了一个别名。（传地址）
• 4. 效率上讲，指针传递和引用传递比值传递效率高。**一般主张使用引用传递，**代码逻辑上更加紧凑、清晰。

56、什么是类的继承？

• 1. 类与类之间的关系
  • has-A包含关系，用以描述一个类由多个部件类构成，实现has-A关系用类的成员属性表示，即一个类的成员属性是另一个已经定义好的类；
  • use-A，一个类使用另一个类，通过类之间的成员函数相互联系，定义友元或者通过传递参数的方式来实现；
  • is-A，继承关系，关系具有传递性；
• 2. 继承的相关概念
     所谓的继承就是一个类继承了另一个类的属性和方法，这个新的类包含了上一个类的属性和方法，被称为子类或者派生类，被继承的类称为父类或者基类；
• 3. 继承的特点
     子类拥有父类的所有属性和方法，子类可以拥有父类没有的属性和方法，子类对象可以当做父类对象使用；
• 4. 继承中的访问控制
     public、protected、private
• 5. 继承中的构造和析构函数
• 6. 继承中的兼容性原则
  • 1）：子类对象可以当做父类对象使用
  • 2）：子类对象可以直接赋值给父类对象
  • 3）：子类对象可以直接初始化父类对象
  • 4）：父类指针可以直接指向子类对象
  • 5）：父类引用可以直接引用子类对象

57、什么是内存池，如何实现

• 内存池（Memory Pool） 是一种内存分配方式。通常我们习惯直接使用new、malloc 等申请内存，这样做的缺点在于：由于所申请内存块的大小不定，当频繁使用时会造成大量的内存碎片并进而降低性能。内存池则是在真正使用内存之前，先申请分配一定数量的、大小相等(一般情况下)的内存块留作备用。当有新的内存需求时，就从内存池中分出一部分内存块， 若内存块不够再继续申请新的内存。这样做的一个显著优点是尽量避免了内存碎片，使得内存分配效率得到提升。（提前分配好nT，避免一次次分配T）
• 这里简单描述一下《STL源码剖析》中的内存池实现机制：
  allocate包装malloc,deallocate包装free
• 一般是一次20*2个的申请，先用一半，留着一半，为什么也没个说法，侯捷在STL那边书里说好像是C++委员会成员认为20是个比较好的数字，既不大也不小
  • 1. 首先客户端会调用malloc()配置一定数量的区块（固定大小的内存块，通常为8的倍数），假设40个32bytes的区块，其中20个区块（一半）给程序实际使用，1个区块交出，另外19个处于维护状态。剩余20个（一半）留给内存池，此时一共有（20*32byte）
  • 2. 客户端之后有有内存需求，想申请（2064bytes）的空间，这时内存池只有（2032bytes），就先将（10*64bytes)个区块返回，1个区块交出，另外9个处于维护状态，此时内存池空空如也
  • 3. 接下来如果客户端还有内存需求，就必须再调用malloc()配置空间，此时新申请的区块数量会增加一个随着配置次数越来越大的附加量，同样一半提供程序使用，另一半留给内存池。申请内存的时候用永远是先看内存池有无剩余，有的话就用上，然后挂在0-15号某一条链表上，要不然就重新申请。
  • 4. 如果整个堆的空间都不够了，就会在原先已经分配区块中寻找能满足当前需求的区块数量，能满足就返回，不能满足就向客户端报bad_alloc异常
• allocator就是用来分配内存的，最重要的两个函数是allocate和deallocate，就是用来申请内存和回收内存的，外部（一般指容器）调用的时候只需要知道这些就够了。**内部实现，目前的所有编译器都是直接调用的::operator new()和::operator delete()，说白了就是和直接使用new运算符的效果是一样的，**所以老师说它们都没做任何特殊处理。
• 最开始GC2.9之前：
  • new和 operator new 的区别：new 是个运算符，编辑器会调用 operator new(0)
  • operator new()里面有调用malloc的操作，那同样的 operator delete()里面有调用的free的操作
• GC2.9的alloc的一个比较好的分配器的实现规则
  • 维护一条0-15号的一共16条链表，其中0表示8 bytes ，1表示 16 bytes,2表示 24bytes。。。。而15 表 示 16* 8 = 128bytes，如果在申请时并不是8的倍数，那就找刚好能满足内存大小的那个位置。比如想
    申请 12，那就是找16了，想申请 20 ，那就找 24 了
• 但是现在GC4.9及其之后 也还有，变成_pool_alloc这个名字了，不再是默认的了，你需要自己去指定它可以自己指定，比如说vector vec;这样来使用它，现在用的又回到以前那种对malloc和free的包装形式了

58、从汇编层去解释一下引用

9:	int x = 1;
00401048	mov		dword ptr [ebp-4],1//双字4个字节

10:	int &b = x;
0040104F  	lea 	eax,[ebp-4]//将x的地址ebp-4放入eax寄存器
00401052	mov		dword ptr [ebp-8],eax//将eax的值放入b的地址
1
2
3
4
5
6

ebp-8中上面两条汇编的作用即：将x的地址存入变量b中，这不和将某个变量的地址存入指针变量是一样的吗？所以从汇编层次来看，的确引用是通过指针来实现的。

59、深拷贝与浅拷贝是怎么回事？

• 1. 浅复制 ：只是拷贝了基本类型的数据，而引用类型数据，复制后也是会发生引用，我们把这种拷贝叫做“（浅复制）浅拷贝”，换句话说，浅复制仅仅是指向被复制的内存地址，如果原地址中对象被改变了，那么浅复制出来的对象也会相应改变。
     深复制 ：在计算机中开辟了一块新的内存地址用于存放复制的对象。
• 2. 在某些状况下，类内成员变量需要动态开辟堆内存，如果实行位拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，如果B中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A中的那个成员变量也指向同一块内存。这就出现了问题：当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，
     出现运行错误

60、C++模板是什么，你知道底层怎么实现的？

• 1. 编译器并不是把函数模板处理成能够处理任意类的函数；**编译器从函数模板通过具体类型产生不同的函数；**编译器会对函数模板进行两次编译：在声明的地方对模板代码本身进行编译，在调用的地方对参数替换后的代码进行编译。
• 2. **这是因为函数模板要被实例化后才能成为真正的函数，**在使用函数模板的源文件中包含函数模板的头文件，如果该头文件中只有声明，没有定义，那编译器无法实例化该模板，最终导致链接错误。