C++经典面试题目（十一）

1. final和override关键字

在C++中，final 和 override 是两个用于类继承和成员函数重写的关键字，它们主要在面向对象编程的上下文中使用，以增强代码的可读性和安全性。

1. final 关键字

final 关键字主要有两种用法：

1. 用于类：如果一个类被声明为 final，那么它不能被继承。这可以防止其他类从该类派生新的类。

class Base final {// ...
};class Derived : public Base { // 错误：Base 是 final，不能被继承// ...
};

2. 用于虚函数：如果一个虚函数被声明为 final，那么它在任何派生类中都不能被重写（override）。这确保了该函数的行为在继承链中保持不变。

class Base {
public:virtual void func() final {// ...}
};class Derived : public Base {
public:void func() override { // 错误：func() 在 Base 中是 final，不能被重写// ...}
};

2. override 关键字

override 关键字用于明确表示一个成员函数是重写基类中的虚函数。如果基类中没有相应的虚函数，编译器会报错。这有助于捕获由于拼写错误或签名不匹配而导致的重写错误。

class Base {
public:virtual void func() {// ...}
};class Derived : public Base {
public:void func() override { // 正确：明确地重写 Base 中的 func()// ...}
};

使用 override 关键字的好处是，如果基类中的函数签名发生变化（例如，参数类型或返回类型更改），或者该函数不再是虚函数，编译器会立即报错，从而帮助开发者及时发现和修复问题。

总的来说，final 和 override 关键字增强了C++中面向对象编程的安全性和代码的可读性。它们使得开发者能够更清晰地表达他们的意图，并减少由于继承和多态性而引起的潜在错误。

2. 宏定义和函数有何区别？

在C++中，宏定义和函数都是用于代码复用的重要工具，但它们之间存在一些重要的区别。

1. 定义方式：

   • 宏定义：使用预处理器指令#define进行定义。宏定义是在预处理阶段由预处理器处理的，仅仅是文本替换，不占用任何存储空间。
   • 函数：使用函数声明和函数定义进行定义。函数定义在编译阶段处理，并在内存中占用存储空间。

2. 执行方式：

   • 宏定义：宏在预处理阶段进行简单的文本替换，没有类型检查，也没有计算过程。因此，如果宏定义中存在错误，可能在编译阶段甚至运行时才能发现。
   • 函数：函数在调用时执行，有严格的类型检查，且在执行过程中会有计算过程。如果函数中存在错误，通常会在编译阶段发现。

3. 性能：

   • 宏定义：宏定义通常比函数调用更快，因为它只是简单的文本替换，没有函数调用的开销。然而，如果宏定义中的代码很复杂，可能会导致代码膨胀，从而影响性能。
   • 函数：函数调用通常比宏定义慢一些，因为涉及到函数调用和返回的开销。但是，如果函数被频繁调用，编译器可能会进行优化，减少这种开销。

4. 调试：

   • 宏定义：由于宏只是文本替换，所以调试起来可能比较困难。当宏中的代码出现问题时，错误可能出现在多个地方，使得调试变得复杂。
   • 函数：函数有明确的入口和出口，可以更容易地设置断点进行调试。

5. 参数处理：

   • 宏定义：宏的参数在替换时不会进行类型检查或计算，只是简单地进行文本替换。因此，如果宏的参数使用不当，可能会导致不可预见的结果。
   • 函数：函数的参数在调用时进行类型检查和计算，确保参数的有效性。

总的来说，宏定义和函数各有其优点和缺点。在选择使用宏定义还是函数时，需要根据具体的应用场景和需求进行权衡。一般来说，如果代码逻辑复杂或需要类型检查，建议使用函数；如果代码简单且需要高效执行，可以考虑使用宏定义。

3. sizeof 和strlen 的区别

sizeof和strlen在C++中的主要区别体现在以下三个方面：

1. 定义与性质：

• sizeof是C++中的一个运算符，用于获取特定类型或对象在内存中所占的字节大小。其值在编译时就已经确定，并且与运行时无关。
• strlen是一个函数，用于计算字符串的长度，即返回字符串中字符的个数，不包括字符串末尾的空字符’\0’。它是从代表该字符串的第一个地址开始遍历，直到遇到结束符NULL。

2. 参数与适用对象：

• sizeof的参数非常灵活，可以是数组、指针、类型、对象、函数等。它不仅可以用于基本数据类型，还可以用于结构体、类、联合体等复合数据类型，甚至还可以对表达式求值，编译器会根据表达式的最终结果类型来确定大小。
• strlen则只能用char*类型的参数，且该字符串必须是以’\0’结尾的。

3. 功能：

• sizeof的主要功能是获取保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
• strlen的主要功能是返回字符串的长度。

总的来说，sizeof和strlen在C++中有着不同的定义、性质、参数和功能。sizeof主要用于获取内存大小，而strlen则主要用于计算字符串的长度。根据具体的使用场景和需求，开发者可以选择合适的函数或运算符。

4. 简述strcpy、sprintf 与memcpy 的区别

strcpy、sprintf和memcpy这三个函数在C++中都有其特定的用途，它们之间的主要区别体现在以下几个方面：

1. 复制的内容与操作对象：

   • strcpy，即string copy（字符串复制）的缩写，专门用于复制字符串。它的两个操作对象都是字符串，它将含有’\0’结束符的源字符串复制到目标地址空间。
   • sprintf主要用于格式化字符串并输出到字符数组中。其操作源对象可以是多种数据类型，而目的操作对象是字符串。它类似于printf，但打印的目的地是字符串而不是命令行。
   • memcpy则用于复制任意内容，如字符数组、整型、结构体、类等。其两个操作对象是两个任意可操作的内存地址，并不限于何种数据类型。

2. 复制的方法与长度控制：

   • strcpy在复制字符串时不需要指定长度，它会一直复制到遇到源字符串的结束符’\0’为止。因此，如果目标地址空间不足以容纳源字符串，可能会导致缓冲区溢出。
   • sprintf根据格式化字符串和参数列表来生成并复制字符串，其长度由格式化字符串和参数共同决定。
   • memcpy则是根据第三个参数来决定复制的字节数，从而控制复制的长度。它逐个字节地从源地址复制到目标地址，直到达到指定的字节数。

3. 用途与返回值：

   • strcpy主要用于字符串的复制操作，其返回值的类型为char*，指向目标地址空间。
   • sprintf主要用于生成格式化字符串，其返回值是格式化后的字符串长度（不包括末尾的空字符）。如果发生错误，它可能会返回一个负数。
   • memcpy用于内存内容的复制，其返回值为指向目标地址的指针。

综上所述，这三个函数在复制的内容、操作对象、复制方法、长度控制以及用途等方面存在明显的区别。在实际编程中，应根据具体需求选择适当的函数。

5. 结构体可以直接赋值吗

在C++中，结构体（struct）本身并不直接支持整体赋值操作，就像基本数据类型（如int、float等）那样。然而，可以通过一些方法间接地实现结构体的赋值。

1. 逐个成员赋值

你可以通过逐个成员变量进行赋值来实现结构体的复制。例如：

struct Point {int x;int y;
};int main() {Point p1 = {1, 2};Point p2;p2.x = p1.x;p2.y = p1.y;// 现在 p2 是 p1 的一个副本return 0;
}

2. 构造函数赋值

你可以为结构体定义一个构造函数，以便在创建结构体实例时直接初始化其成员。例如：

struct Point {int x;int y;Point(int a, int b) : x(a), y(b) {} // 构造函数
};int main() {Point p1(1, 2);Point p2 = Point(p1.x, p1.y); // 使用构造函数进行赋值// 或者直接使用另一个 Point 对象进行初始化Point p3 = p1; // 这会调用复制构造函数return 0;
}

在上面的例子中，Point 结构体有一个构造函数，它接受两个整数参数并初始化 x 和 y 成员。在 main 函数中，我们使用这个构造函数来创建一个新的 Point 对象 p2，它的值是 p1 的一个副本。

3. 复制构造函数和赋值运算符重载

C++ 允许你重载结构体的复制构造函数和赋值运算符（operator=），以实现自定义的复制和赋值行为。这通常在你需要执行一些额外的操作（如内存管理、深拷贝等）时非常有用。例如：

struct Point {int x;int y;// 复制构造函数Point(const Point& other) : x(other.x), y(other.y) {}// 赋值运算符重载Point& operator=(const Point& other) {if (this != &other) { // 防止自赋值x = other.x;y = other.y;}return *this;}
};int main() {Point p1(1, 2);Point p2 = p1; // 使用复制构造函数Point p3;p3 = p1; // 使用赋值运算符重载return 0;
}

在这个例子中，我们重载了 Point 结构体的复制构造函数和赋值运算符。这样，当我们创建 p2 并赋值为 p1 时，或者将 p1 赋值给 p3 时，就会调用这些自定义的函数。

总结

虽然C++中的结构体本身不支持直接的整体赋值，但你可以通过逐个成员赋值、使用构造函数、复制构造函数或赋值运算符重载等方法来实现结构体的复制和赋值。选择哪种方法取决于你的具体需求和设计考虑。