实习秋招C++知识点总结

实习/秋招时按自己需求总结的知识点，内容并不十分详细，建议选择性阅读。

C++基础

如何在main函数之前调用函数

C语言，采用__attribute__关键字，void f()attribute((constructor))
C++，构造函数构造的全局对象

static和const的作用和区别

static

修饰变量，放在静态存储区，调用时返回的是上次改变之后的结果
修饰函数，避免同名问题
修饰成员变量，多个类的对象共有，且可在对象呗构造出来之前使用
修饰成员函数，多个类的对象共有，且只能访问静态成员变量

const

修饰变量，使其不可变
修饰引用，避免拷贝
修饰指针，常量指针，指针不可变；指向常量的指针，常量不可变
修饰成员函数，函数内部不可修改成员变量

指针和引用的区别

指针初始化可为null，引用必须绑定对象
sizeof§返回的是指针字节大小，sizeof(引用)返回的是绑定对象的字节大小
指针有自己的空间，而引用只是别名

野指针

指向非法内存的指针
指向一个被删除对象的指针

new和malloc的区别

new是按类型分配的，而malloc是按字节数的大小分配的；
new返回的是特定的类型，而malloc返回的是void*，因此使用时需转换，如下：

char *p = new int[12];
char *p = (char*)malloc(sizeof(char)*12);

new的对象用delete删除，malloc的对象用free释放
new不仅会分配内存，还会执行构造函数
new是一个操作符，可以重载，而malloc是一个库函数
new会调用构造函数

malloc

malloc用于动态分配内存，为了避免内存碎片以及降低系统调用的开销，malloc采用内存池的方式，先申请大块内存作为堆区，然后将堆区分成若干块，以块作为内存分配的基本单位
malloc在申请内存时，若申请的大小小于128k，则采用brk系统调用，大于128k时，采用mmap系统调用

volatile关键字

百度释义：

易变的; 无定性的; 无常性的; 可能急剧波动的; 不稳定的; 易恶化的; 易挥发的; 易发散的;

指那些会被编译器之外的，如操作系统，硬件或其他线程修改的变量，被修饰为volatile的变量不会被编译器优化，所谓的优化是指：

编译器读取一个变量时，会定位到这个变量的地址里读，下次再读时，就直接取出这个值，而不用再访问地址

但是被volatile修饰的变量，编译器每次读取都会从变量所在的地址里读（这是因为之前读过的变量可能会被操作系统/硬件/其他线程篡改）

extern关键字

https://blog.csdn.net/weixin_37569048/article/details/83378642
修饰变量，在a.c中定义，如int i=2;在b.c中使用，需

extern int i;

extern “C”

目的是为了C++按照C的方式编译，从而实现C和C++的混合编程
比如用C语言开发了一个DLL库并导出，为了能够让C++也能调用，需要在C++中使用 extern “C” 来强制编译器不要修改函数名
在C++中：

// cpp_test.h
# ifndef CPP_TEST_H_
#define CPP_TEST_H_#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

C++的运算符重载
可以理解为编译时多态，如对于函数
void f(int i, int i)
编译器会将其编译为
f_int_int
即函数名+参数类型的组合，从而实现运算符重载，而C语言是不会做这个修改的，因此按C++编译的函数，无法在源C文件中找到对应的目标文件，从而报错

final和override关键字

C++11中，在类后面加final关键字使其不可被继承：

class A final { // 不可被继承};

使用override关键字显示指明重载了某一函数

实现一个不能被继承的类

// 初始版，不能用于其他用途
class FinalClassBad {private:    // 私有构造，无法被访问，因此不能被继承FinalClassBad() {}~FinalClassBad(){}
};

// 进阶版，采用静态方法，用的是单例模式，无法在堆上构造
class FinalClassStatic {
public:static FinalClassStatic* Construct(int n) {FinalClassStatic * fcs = new FinalClassStatic();fcs->n = n;return fcs;}static FinalClassStatic* Deconstruct(FinalClassStatic * a) {delete a;a = nullptr;}int n;
private:FinalClassStatic(){}~FinalClassStatic(){}
};FinalClassStatic *fcs = FinalClassStatic::Construct(4);
FinalClassStatic::Deconstruct(fcs);

// 最终版
template< typename T>
class Base {
friend T;   // 友元，可访问私有函数
private:T() {}~T(){}
};// 该类不能被继承
class FinalClass : virtual Base<FinalClass> {   public:FinalClass(){}~FinalCalss(){}
};int main()
{FinalClass *fc = new FinalClass();FinalCalss fc2;
}

#define

宏展开发生在预编译期
有坑，如：

#define MIN(A,B) ((A) <= (B) ? (A) : (B))
调用
least = MIN(*p++, b);
p会被自增两次

inline函数

优点
直接展开，提高调用速度
缺点
每个地方都会展开，造成exe体积增大

inline声明的函数编译器可能会无视（如带递归的函数），而未被声明为inline的函数编译器可能优化为inline

C++32位和64位大小

	32	64
char	1	1
short	2	2
int	4	4
float	4	4
double	4	4
指针	4	8
long	4	8
double	8	8

静态和动态链接库

https://blog.csdn.net/u010935076/article/details/51374388

	linux	windows
静态	.a	.lib
动态	.so	.dll

区别

静态链接库使用时会被链接到目标代码中，编译出的程序会更大，而动态链接库是在运行时才会载入相应程序，编译出的程序更小
静态链接库更新时，整个程序都要重新编译，动态链接库更新时只需重新编译动态链接库即可
链接后，删除静态库不影响程序，删除动态库会报错（因为静态库会链接到目标代码中而动态库不会）

创建

windows下引入静态库使用

#pragma comment(lib, "test.lib")

windows下动态库

// 创建（会生成lib和dll）
extern "C" int __declspec(dllexport) func();
// 使用
#pragma comment(lib, "test.lib")
extern "C" int __declspec(dllimport) func();

linux下创建静态库使用ar命令

gcc -c hello.c  # 生成.o文件
ar cr libhello.a hello.o    # 生成.a文件gcc -o hello main.c -L. -lhello # 链接静态库

linux下创建动态库

gcc -c hello.c
gcc -shared -fPIC -o libhello.so hello.ogcc -o hello main.c -L. lhello
export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)   # 指定动态链接库搜索目录

编译包含动态库的文件

g++ test.cpp -I./kms_api_1.3.1/1.3.1/include -L./kms_api_1.3.1/1.3.1/lib/lib/Tlinux1.2 -lkmshttpapi -L./kms_api_1.3.1/1.3.1/lib/lib/api_deps -lqos_client -o test每一个头文件都要包含，每一个动态库目录都要添加
export LD_LIBRARD_PATH也要包含上述目录：
export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd)/kms_api_1.3.1/1.3.1/lib/lib/Tlinux1.2:$(pwd)/kms_api_1.3.1/1.3.1/lib/lib/api_deps
最好写到makefile中g++ demo_kmshttp.cpp -I../include -L../lib -lkmshttpapi -L../lib/kms_deps -lqos_client -lcurl -L../lib/kms_deps/ssl_dep -Wl,-rpath=../lib/kms_deps/ssl_dep -lssl -o demo_kmshttp

-shared表示指定生成动态链接库，没有该选项时生成的是可执行文件，无法被别的程序链接
-fPIC指示编译器编译成位置无关的代码，从而保证能链接到不同的程序当中
静态和动态链接库同名时，优先使用动态链接库

程序内存分布

如何避免和判断内存泄漏

C++内存管理包括栈、堆、代码段、数据段（bbs）等，我们说的内存泄漏只出现在堆上

栈上的内存大小有限，由系统自动管理，申请内存时，就是指针下移，而当超出生命周期时，指针上移，相当于自动回收内存，栈上不会内存泄漏，只会栈溢出
栈通常大小为2M，堆的最大大小和内存有关，通常为3G

注
VS中栈的默认大小是1M，linux中的默认大小是8M
linux中可以通过ulimit -a命令查看配置

[root@w3cschool.cc ~]# ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited
file size (blocks, -f) unlimited
pending signals (-i) 1024
max locked memory (kbytes, -l) 32
max memory size (kbytes, -m) unlimited
open files (-n) 1024
pipe size (512 bytes, -p) 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
stack size (kbytes, -s) 10240
cpu time (seconds, -t) unlimited
max user processes (-u) 4096virtual memory (kbytes, -v) unlimited
file locks (-x) unlimited

避免内存泄漏

使用智能指针
new完之后delete，malloc后free，free之后要置指针为null，避免出现野指针
使用RAII技术
尽量使用栈而不是堆上的资源

判断内存泄漏工具

gperftools，Valgrind

RAII

Resources Acquisition Is Initialized
栈上的内存由系统自动管理，当对象超出生命周期时会自动释放，利用这一特性，可以在栈上分配一个对象，每个对象的构造函数在堆上动态分配内存，在析构函数中释放内存，这样，当对象离开生存周期时，对象会自动调用析构函数，拥有的资源就会被释放

RAII的设计思想在于，将由堆上动态分配的内存与在栈上的对象的生存周期相绑定，实现将堆的手动管理交由堆来自动处理

https://www.jianshu.com/p/b7ffe79498be

RAII用于多线程环境中

定义一个锁结构，在构造函数中，持有锁，在析构函数中释放锁，从而避免使用锁时，忘记手动释放锁而引起死锁的问题

CRITICAL_SECTION cs;
class MyLock {
public:MyLock() {EnterCriticalSection(&cs);}~MyLock() {ExitCriticalSection(&cs);}
private:MyLock(const MyLock&);MyLock& operator=(const MyLock&);};unsigned int __stdcall ThreadFunc()
{MyLock lock;DoSomething(lock);//... // 退出时调用lock析构函数自动释放临界区资源
}

智能指针

shared_ptr，weak_ptr和unique_ptr
shared_ptr每增加一个引用引用计数+1
weak_ptr是弱引用，不会增加引用计数，用于解决shared_ptr的循环引用造成的内存泄漏问题，
unique_ptr只能指向一个对象，不可复制，赋值，但可以通过std::move转移

用了shared_ptr后，就不要再使用new
为避免循环引用，应当在创建对象时使用shared_ptr，在类内持有其他对象时使用weak_ptr

四种类型转换

static_cast
最常用，C++的隐式转换就是用这个实现的
dynamic_cast
用于多态的转换，因此必须有virual函数才行，如派生类指针转基类指针，但基类转派生类安全，但是会返回nullptr
reinterpret_cast
强制转换，将一个类型的指针转换为另一个类型的指针，最常用的是将一个函数指针转换成另一个函数指针
const_cast
去除const或volatile

内存对齐

#pragma pack(n)
alignas

一般按4的倍数字节寻址

https://blog.csdn.net/u013724478/article/details/85010951
C++中可以通过alignas变量设置

C++11新特性

智能指针
类型推导 auto关键字
delete关键字
nullptr
范围for循环
using别名
初始化列表
委托构造，使用其他构造函数构造自身
lambda表达式
std::forward, std::move

类

A a(int);   // 构造函数
A a2(a);    // 拷贝构造
A a3 = a2;  // 拷贝构造
A a4;
a4 = a2;    // 拷贝赋值

C++用初始化列表初始化成员变量时，只与成员变量在类内定义的先后顺序有关，因为初始化列表初始化与变量在内存的次序有关，而这个次序在对类编译期间就确定了

为什么推荐用初始化列表初始化成员变量

见《Effective C++》条款四

const、引用类型必须要在初始化列表中实现
在拷贝函数内部初始化时，其实是赋值操作，会先调用默认构造函数，然后再进行赋值，因此会有一定的开销

优雅的拷贝赋值运算符实现

Widget& operator=(const Widget &rhs)
{Bitmap *pOrig = pb; // 保存指针原来指向的内存pb = rhs.pb;        // 修改指针指向的内存delete pOrig;       // 释放原来指向的内存return *this;
}

虚函数

https://www.cnblogs.com/malecrab/p/5572730.html
建议仅用于需要多态的类中，因为虚函数需要在内存中存放，首地址指向实际调用的函数指针，会占用一定内存

1）子类会继承基类的虚函数表；
2）子类替换已经重写的虚函数指针；
3）追加子类自己的虚函数指针
注意

如果继承了多个类，那么就会生成多个虚函数表；
每个虚函数在类中占用4个字节，即一个指针大小

虚析构函数

用于多态基类，保证派生类的部分能被全部释放掉
如果基类不是虚析构函数，那么释放派生类对象时只会释放掉基类的部分

纯虚析构函数

使其变为抽象基类，仅在多态使用

class WOV {
public:virtual ~WOV() = 0;
};
WOV::~WOV() {}

设计一个不能被拷贝的类

// 这是一个空白基类
class UnCopyable {
protected:UnCopyable() {}~UnCopyable() {}
private:UnCopyable(const UnCopyable &rhs) {}UnCopyable& operator=(const UnCopyable &rhs) {}
};

然后让使用的类继承之：

class Widget : public UnCopyable {//...
};

空白类

class EmptyClass {};    // 空白类，但实际上会至少占用一个char的空间，用于内存对齐

但是在被继承时会被优化，被称为EMO（Empty Base Optimization）：

class Widget : private EmotyClass{  // 继承空白基类，空白基类不占用空间，因此sizeof(Widget) == sizeof(x)
int x;
//...
};

虚继承

为解决多重继承而出现：
D继承自B,C，而B，C都继承自A，那么在构造D的时候，A就会被构造两次，采用虚继承即可避免此问题

虚函数

STL

迭代器失效

序列式容器

如vector，deque，删除迭代器会导致后续迭代器失效，因此需返回迭代器：

auto iter = vec.begin();
while (iter != vec.end()) {// vec.erase(iter); 迭代器失效iter = vec.erase(iter);++iter;
}

关联式容器

如map, set, multiset, multimap，底层实现是红黑树，删除迭代器仅导致当前迭代器失效，因此直接累加：

auto iter = m.begin();
while (iter != m.end()) {m.erase(iter++);
}

链表

STL的内存管理

小于128k的内存，用二级分配器，即内存池；
大于128k的内存，用一级分配器分配，即malloc

采用内存池的方式时，当请求的空间较小，每次都直接从内存池中获取满足大小的内存，分配和释放都在内存池上，开销较小；
采用malloc需要到内存中分配，需要系统调用会切换到内核态

二级分配器
STL的二级分配器采用内存池，维护了8k,16k,24k…128k大小的内存块，使用一个空闲链表存储，每个链表的头结点用数组维护，当分配的内存小于128k时，会找到第一个满足大小的内存，释放时，将内存归还给该链表即可

GDB调试

backtrace
break
continue
clear
watch, rwatch, awatch
delete
enable, disable
next
step
catch
attach, detach

gdb riskctl_query_svr core.risksss  # 调试core，使用bt打印dump时的堆栈
dir /data/home/laurencexu/code/riskctl_query_proj/src/riskctl_query/    # 将改路径加入到gdb的搜索中
gdb -pid=   # 根据进程号调试
break riskctl_query_svr.cpp: 54 # 在指定文件加入断点
info break  # 查看断点信息
continue    # 执行到下一断点

调试守护进程

调试子进程的命令 set follow-for-mode child
在调试守护进程（Daemon进程）的初始化函数时，因为真正做事的是后面启动的子进程，所以直接调试必然是不行的；如果等启动后attach到进程上，那就只有在循环里设断点了，又会错过初始化的过程。不知道这个命令前，做法都是初始化函数里打日志调试，那样就比较繁琐了。这时我们就可以通过设置 follow-for-mode 选项来决定程序启动后只跟踪子进程。
默认设置下，在调试多进程程序时GDB只会调试主进程。但是GDB（>V7.0）支持多进程的分别以及同时调试。只需要设置follow-fork-mode(默认值：parent)和detach-on-fork**（默认值：on）**即可。
follow-fork-mode 和 detach-on-fork 说明
parent on 只调试主进程（GDB默认）
child on 只调试子进程
parent off 同时调试两个进程，gdb跟主进程，子进程block在fork位置
child off 同时调试两个进程，gdb跟子进程，主进程block在fork位置
设置方法：set follow-fork-mode [parent|child]

编程

rand()

int index = rand() % (e - b + 1) + e; // 生成[b, e]之间的随机数

emplace_back
相比push_back而言避免了构造，降低开销

https://blog.csdn.net/qq_33850438/article/details/80172275 getopt_long的使用

https://blog.csdn.net/u010935076/article/details/51374388 linux下a和so的区别

https://baike.baidu.com/item/%E5%AD%97%E8%8A%82%E9%A1%BA%E5%BA%8F/10059170#4 网络字节顺序主机地址 ip地址