【C++ 面试 - 基础题】每日 3 题（十五）

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📚专栏简介：在这个专栏中，我将会分享 C++ 面试中常见的面试题给大家~
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43. C++ 中的模板元编程是什么？它有哪些应用场景？

为了谈应用，先谈谈使命。模板元编程的根在模板。模板的使命很简单：为自动代码生成提供方便。提高程序员生产率的一个非常有效的方法就是 “代码复用”，而面向对象很重要的一个贡献就是通过内部紧耦合和外部松耦合将 “思想” 转化成一个一个容易复用的 “概念”。但是面向对象提供的工具箱里面所包含的继承，组合与多态并不能完全满足实际编程中对于代码复用的全部要求，于是模板就应运而生了。

模板是更智能的宏。模板和宏都是编译前代码生成，像宏一样，模板代码会被编译器在编译的第一阶段（在内部转，这点儿与预编译器不同）就展开成合法的 C++ 代码，然后根据展开的代码生成目标代码，链接到最终的应用程序之中。模板与宏相比，它站在更高的抽象层上面，宏操作的是字符串中的 token，然而模板却能够操作 C++ 中的类型。所以模板更加安全（因为有类型检查），更加智能（可以根据上下文自动特化）。

说完模板，来说说模板元编程。模板元编程其实就是复杂点儿的模板，简单的模板在特化时基本只包含类型的查找与替换，这种模板可以看作是 “类型安全的宏”。而模板元编程就是将一些通常编程时才有的概念比如：递归，分支等加入到模板特化过程中的模板，但其实说白了还是模板，自动代码生成而已。

所有你需要存储、操纵、搜索类型的地方，都是模板元编程的用武之地。

假如我们需要做类型的映射，我们还需要用这些类型构造出对象。那么我们可以构造一颗编译期的平衡搜索树，存储这些（接收类型：返回类型）的映射。我们可以很方便地查找、获取、使用类型。如果你用一个哈希表存储类型名字的 string 的话，且不说效率低下的问题，查找获取类型当然也是可以的，但是得到的只是类型名字的 string，如何使用这个类型呢？反射？很麻烦吧。

44. float 是如何存储的，补码反码相关问题 

计算机是以浮点数的形式存储小数的，大多数计算机都是 IEEE 754 标准定义的浮点数格式，包含三个部分：

• 符号位：表示数字是正数还是负数，为 0 表示正数，为 1 表示负数；

• 指数位：指定了小数点在数据中的位置，指数可以是负数，也可以是正数，指数位的长度越长则数值的表达范围就越大；

• 尾数位：小数点右侧的数字，也就是小数部分，比如二进制 1.0011 x 2^(-2)，尾数部分就是 0011，而且尾数的长度决定了这个数的精度，因此如果要表示精度更高的小数，则就要提高尾数位的长度；

用 32 位来表示的浮点数，则称为单精度浮点数，也就是我们编程语言中的 float 变量，而用 64 位来表示的浮点数，称为双精度浮点数，也就是 double 变量。

  

45. 为什么负数要用补码表示？

负数之所以用补码的方式来表示，主要是为了统一和正数的加减法操作一样，毕竟数字的加减法是很常用的一个操作，就不要搞特殊化，尽量以统一的方式来运算。