二、基础与语法
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2026-04-13
介绍c++一下三大特性
封装、继承、多态。
封装：把数据和操作打包在一起，外人不能随便动，通过public，private，protected保护数据
继承：子类通过继承使用父类公开的数据，属性和方法，可以“复制+扩展”父类的内容，写代码更省力。
多态：用“同一种方式”操作不同的对象，扩展性强。
指针和引用的区别
指针：是一个变量，存储另一个变量的内存地址，用（*）访问目标值。可重新赋值指向其他对象，支持指针算术（如++），可为空（nullptr），指针可以有const。
占用独立的内存（通常是4或8字节），需要手动管理动态内存。
引用：是变量的别名，绑定后不能修改，且不能为空，使用时无需解引用，引用没有const。
区别：不存在指向空值的引⽤，但是存在指向空值的指针
C++结构体struct和类class的区别
c++ 中结构体struct和类class的主要区别就是成员的默认属性不同，结构体中成员的默认属性是public，而类中成员的默认属性是private
结构体默认开门（public），类默认关门（private）。功能都能用，习惯决定用法。
c++中联合体和结构体的区别
举个最简单的联合体：
union Test {
int a; // 4字节
char b; // 1字节
};内存布局是这样的：
内存地址： 0 1 2 3
┌───────────┐
a 存储： │ int a │ 4字节
└───────────┘
↑
b 存储： │ char b │ 共享同一起始地址！- 给 a 赋值，这块内存存的是整数
- 给 b 赋值，这块内存存的是字符
你不可能同时存两个值，后赋值的会覆盖先赋值的
- 为什么要这么设计？ C++ 设计联合体的目的只有一个：
- 节省内存空间
- 在早期内存非常小的设备（单片机、嵌入式）里，有些数据同一时间只会用到一个，没必要给每个成员都分配独立内存。 比如：一个变量要么存整数，要么存浮点数，二选一，用联合体只占最大成员的大小，不浪费空间。
C++ 面试题：static 关键字与 const 关键字的作用
static —— 控制生命周期和可见性。 它让局部变量在函数调用之间持久存在，让全局变量/函数的作用域限制在当前文件，让类成员被所有对象共享而非各自持有。核心思想："存储不随栈帧消亡，名字不向外部暴露"。
const —— 承诺"不修改"。 它把变量标记为只读，把指针/引用标记为不可通过它来修改所指对象，把成员函数标记为不会修改对象状态。核心思想："编译器帮你守住承诺，一旦违背立刻报错"。
extern "C"的作用
extern "C" 是 C++ 编译器提供的一个链接规范（Linkage Specification），其主要作用是指示编译器按照 C 语言的规则来编译和链接其修饰的代码。
这主要体现在函数名修饰（Name Mangling）和调用约定（Calling Convention）上，目的是为了解决 C++ 与 C 以及其他语言在混合编程时的链接兼容性问题。
简单点说： extern "C" 用于告诉 C++ 编译器，被它修饰的函数或变量应使用 C 语言的编译和链接规则，即不进行名称修饰（Name Mangling），从而确保 C++ 代码可以正确链接到用 C 语言编译的库或目标代码。
c++ 中 volatile 关键字的作用
volatile是一个类型修饰符，用于告知编译器该变量的值可能会被程序之外的、编译器无法感知的因素（如硬件、中断服务程序、其他线程等）意外修改。
它主要作用是：禁止编译器对该变量进行优化（如缓存到寄存器、消除“冗余”读写操作），确保每次访问变量时都直接从其内存地址中读取或写入。
用了volatile，编译器就会老老实实地每次去读它的真实值，而不会用之前缓存的旧值来替代。
c++ 中 inline 函数 vs #define 宏的区别
inline 是 C++ 语言层面的函数修饰符，由编译器处理，具有类型检查、作用域和调试支持；
而 #define 宏是预处理器指令，在编译前进行文本替换，缺乏类型安全但更灵活。调试时无法跟踪，看到的只是替换后的代码。
在现代C++中，应优先使用inline函数。
普通函数：调用时会跳转到函数定义处执行，执行完再跳回来，有函数调用开销。
inline 函数：编译时会把函数体直接复制粘贴到调用处，没有函数调用开销，但会让代码体积变大。
C++11 中的 auto 和 decltype 的区别
auto 和 decltype 都是 C++11 引入的类型推导关键字。
但是 auto 使用模板参数推导规则，会忽略顶层 const 和引用，除非显式声明； decltype 直接反映表达式的声明类型，保留所有类型修饰符。
sizeof 和 strlen 的区别
sizeof 是编译期运算符，计算的是类型或变量占用的内存字节数，适用任意类型；
strlen 是运行时标准库函数，计算的是字符串中 '\0' 之前的字符个数，仅限 char* / char[]。
// ── 情况1：字符数组 ──────────────────────────
char s1[] = "hello";
cout << sizeof(s1) << endl; // 6，数组大小 = 5字符 + 1个'\0'
cout << strlen(s1) << endl; // 5，不含'\0'
// ── 情况2：字符指针 ──────────────────────────
const char* s2 = "hello";
cout << sizeof(s2) << endl; // 8（64位系统指针大小），不是字符串长度！
cout << strlen(s2) << endl; // 5，正常计算
// ── 情况3：手动指定大小的数组 ──────────────────
char s3[20] = "hello";
cout << sizeof(s3) << endl; // 20，数组声明的总大小
cout << strlen(s3) << endl; // 5，只看'\0'之前
// ── 情况4：sizeof 用于非字符串类型 ─────────────
cout << sizeof(int) << endl; // 4
cout << sizeof(double) << endl; // 8
// strlen(42); // ❌ 编译错误：strlen 只接受 char*
// ── 情况5：含中间'\0'的字符数组（经典陷阱）──────
char s4[] = {'a', '\0', 'b', 'c'};
cout << sizeof(s4) << endl; // 4，数组真实大小
cout << strlen(s4) << endl; // 1，碰到第一个'\0'就停了！c++ 中浮点数相等比较的正确方法
浮点数在计算机中采用IEEE 754标准表示，存在以下问题：
精度限制：浮点数有有限的精度位数，无法精确表示所有实数
舍入误差：运算过程中会产生舍入误差，累积后可能显著
表示误差：某些十进制数在二进制中无法精确表示（如0.1）
正确比较方法：
绝对误差比较：适用于数值范围已知的情况，偏应用
相对误差比较：适用于数值范围变化较大的情况，偏理论
ULP比较：基于浮点数表示的精度的比较方法
静态局部变量，全局变量，局部变量的特点，以及使用场景
- 静态局部变量：函数内定义，用static修饰，生命周期为整个程序，该变量无法在作用域外修改，只能被初始化一次，之后每次调用都保持上以上调用结束时的值，存储在数据段。
- 全局变量：函数外定义，生命周期是整个程序运行区间，程序中可以在任何地方访问，创建在堆上。
- 局部变量：函数内定义，作用域和生命周期只能在声明该变量的函数体内或者类内访问，每次调用重新创建，生命周期随着函数的返回而结束，创建在栈上。
c++中四种类型的转换
C++引入了四种命名的类型转换运算符，以替代C风格强制转换，提供更清晰、更安全、更易于维护和查错的功能：
static_cast: 用于编译时已知的、相对安全的转换，如良性类型转换、编译器认可的向上向下转换。
dynamic_cast: 用于在继承层次结构中进行安全的向下或交叉转换，依赖运行时类型信息(RTTI)，失败返回nullptr。
也可以理解为亲子转换，专门用来在父子类之间转换，速度有些慢但是安全。
const_cast: 用于增加或移除变量的const或volatile属性。
reinterpret_cast: 用于低级的、基于比特位的重新解释转换，高度依赖平台且不安全。
一般只在和底层硬件打交道时用reinterpret_cast。