c++面试整理(二)

一、new和malloc的区别

1.属性:

new属于c++运算符，编译器支持就可以，makkoc是c的标准库函数，需要引用头文件才可以调用。

2.参数和返回值

malloc分配内存时需要指定内存大小，返回值是void*的指针，需要强制转换
new根据类型自动计算所需的空间大小，返回的是对象类型的指针。

3.安全性:

new操作符在分配内存失败时会抛出一个std::bad_alloc异常。这使得你可以更优雅地处理内存分配失败的情况。
malloc在内存分配失败时返回NULL。如果你忘记检查malloc的返回值，这可能会导致程序崩溃。

4.构造函数和析构函数

new操作符在分配内存后会调用对象的构造函数。这确保了对象在创建时就被正确地初始化。同样地，当使用delete释放内存时，对象的析构函数也会被调用。
malloc和free则不会调用构造函数或析构函数。因此，如果你正在分配一个类的实例，并且该类有构造函数或析构函数，那么你应该使用new和delete而不是malloc和free。

5.内存使用差异

malloc是从堆上动态分配内存。堆是操作系统中维护的一块特殊内存，用于程序的内存动态分配。
new则是从自由存储区上为对象动态地分配内存。自由存储区是C++基于new操作符的一个抽象概念，凡是通过new操作符进行内存申请的内存，都称为自由存储区。自由存储区不仅可以是堆，还可以是静态存储区，这取决于operator new在哪里为对象分配内存。

二、vector,list,map

在选择使用哪种容器时，应根据具体需求进行权衡。
如果需要频繁访问元素且内存分配不是问题，vector可能是一个好选择；
如果需要频繁插入和删除元素，list可能更适合；
而如果需要存储键值对并高效查找、插入和删除元素，那么map将是最佳选择。

1.底层实现和内存分配:

• vector的底层实现是一块连续的内存空间，因此支持通过下标快速访问元素。然而，当vector需要扩展容量时，它可能会申请一块更大的连续内存空间，并将原有元素复制到新空间中，然后释放原空间。这个过程可能导致性能开销，尤其是当在头部或中间位置插入元素时。
• list通过双向链表实现，其元素在内存中不一定连续。list的插入和删除操作只需调整相关节点的指针，无需移动大量数据，因此在频繁插入和删除的场景下性能更优。
• map的底层实现通常采用平衡二叉树（如红黑树），它存储的是键值对（key-value）。这种结构使得map在查找、插入和删除元素时都能保持相对稳定的性能，时间复杂度通常接近O(log n)。然而，由于平衡二叉树的特性，map不支持通过下标直接访问元素。

2.访问效率:

• vector和list都支持通过迭代器访问元素，但vector还支持通过下标直接访问，这在需要频繁访问元素时具有优势。
• 然而，list由于是通过链表实现的，访问任意位置的元素可能需要遍历链表，因此访问效率相对较低。
• map的访问效率取决于其底层实现（平衡二叉树）。虽然不如vector通过下标访问那样直接，但map的查找效率通常也很高，尤其是在数据量较大时。

3.用途和使用场景:

• vector适用于需要频繁访问元素且内存分配不是主要问题的场景，如数组或类似数组的数据结构。
• list适用于需要频繁插入和删除元素的场景，如链表数据结构。
• map则适用于需要存储键值对并高效查找、插入和删除元素的场景，如字典或哈希表。

三、c++代码如何调用c语言的代码？

在C++中调用C语言代码是完全可能的，并且这在混合编程中是非常常见的做法。以下是如何在C++代码中调用C语言代码的基本步骤：

1. 在C语言代码中，确保你的函数使用extern "C"声明：

这是因为C++支持函数重载，它使用函数名修饰（也称为名称重整或名称修饰）来区分具有相同名称但不同参数类型的函数。而C语言不支持函数重载，因此不会进行这样的名称修饰。使用extern "C"告诉C++编译器这个函数是用C语言链接规范来编译的，这样就不会进行名称修饰。
例如：

// file: my_c_code.c  
#include <stdio.h>  extern "C" {  void my_c_function() {  printf("Hello from C!\n");  }  
}

1. 在C++代码中，包含C语言代码的头文件，并直接调用该函数：

你不需要在C++代码中再次声明extern “C”，只需直接调用函数即可。
例如：

// file: my_cpp_code.cpp  
extern "C" void my_c_function();  // Declare the function, but do not define it here.  int main() {  my_c_function();  // Call the function  return 0;  
}

1. 编译和链接：

你需要将C和C++代码一起编译和链接。具体的编译和链接命令取决于你使用的编译器和构建系统。一般来说，你可能需要分别编译C和C++文件，然后将它们链接在一起。
例如，使用g++（GNU编译器集合的C++编译器）可以这样操作：

g++ -c my_c_code.c -o my_c_code.o  # Compile the C code  
g++ my_cpp_code.cpp my_c_code.o -o my_program  # Link the C++ code with the compiled C code

然后，你就可以运行生成的程序了：

./my_program

这应该会输出 “Hello from C!”。

四、sizeof 和 strlen 的区别？

1.sizeof 是一个操作符，strlen 是库函数。
2.sizeof 的参数可以是数据的类型，也可以是变量，而 strlen 只能以结尾为‘\0‘的字符串作参数。
3.编译器在编译时就计算出了 sizeof 的结果。而 strlen 函数必须在运行时才能计算出来。并且 sizeof 计算的是数据类型占内存的大小，而 strlen 计算的是字符串实际的长度。
4.数组做 sizeof 的参数不退化，传递给 strlen 就退化为指针了。
注意：有些是操作符看起来像是函数，而有些函数名看起来又像操作符，这类容易混淆的名称一定要加以区分，否则遇到数组名这类特殊数据类型作参数时就很容易出错。最容易混淆为函数的操作符就是sizeof。