面试八股文对校招的用处有多大？--GDB篇

前言

1.本系列面试八股文的题目及答案均来自于网络平台的内容整理，对其进行了归类整理，在格式和内容上或许会存在一定错误，大家自行理解。内容涵盖部分若有侵权部分，请后台联系，及时删除。

2.本系列发布内容分为12篇 分别是：

c/c++语言
数据结构与算法
GDB
设计模式
操作系统
系统编程
网络原理
网络编程
mysql
redis
服务器
RPG
本文为第三篇，后续会陆续更新。
共计200+道八股文。

3.本系列的200+道为整理的八股文系列的一小部分。完整整理完的八股文面试题共计1000+道，100W字左右，体量太大，故此处放至百度云盘链接： https://pan.baidu.com/s/1IOxQs0ifbSPGgxK7Yz7BtQ?pwd=zl1i

提取码：zl1i 需要的同学自取即可。

4.八股文对于面试的同学来说仅作为参考使用，不能作为面试上岸的唯一准备，还是要结合自身的技术能力和项目，同步发育。

最后祝各位同学都能拿到自己满意的offer，成功上岸！
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三、GDB

01.怎么debug，怎么看内存泄漏。

如何 Debug：

1. 打印日志：在关键处添加输出语句，打印变量的值、函数执行状态等信息，可以快速定位代码问题。
2. 断点调试：在关键函数或代码块设置断点，通过单步执行来查看变量的值和程序的执行过程，可以更细致地定位问题。
3. 使用工具：常用的工具包括 GDB、Valgrind 等。GDB 可以进行断点调试和查看内存信息；Valgrind 可以检测内存泄漏、非法内存访问等问题。

如何查看内存泄漏：

1. 使用 Valgrind 工具中的 Memcheck 功能，运行程序时添加参数 --tool=memcheck，然后会自动分析出哪些地方存在内存泄漏。
2. 在编写代码时，在申请内存后必须要释放该内存，这样可以避免内存泄漏产生。在使用 malloc() 和 new 申请堆空间时一定要配套使用 free() 和 delete 来释放空间。
3. 对于 C++ 中容器类 vector、map 等对象，在不需要使用时及时清空或删除其中元素和对象指针，避免其持有无用资源导致内存泄漏。
4. 对于长时间运行的进程应当注意监控系统资源情况，并及时排查并解决可能存在的内存泄漏问题。

02.gdb 使用 -> 多线程程序切换到某线程栈帧 -> 如何查看寄存器值

在 gdb 中查看某个线程的寄存器值，可以使用以下命令：

1. 先使用 info threads 命令查看当前所有线程的 ID。
2. 然后使用 thread 命令切换到指定线程。比如要切换到线程号为 3 的线程，则输入 thread 3。
3. 使用 info frame 命令可以查看当前栈帧信息，其中包括函数名、参数、局部变量等信息。如果需要查看寄存器值，则需要进入某个具体的栈帧。
4. 使用 up 或 down 命令可以在不同的栈帧之间切换。每次执行 up 或 down 命令，都会将当前位置切换到上层或下层的栈帧。
5. 在特定的栈帧中使用 info registers 或者 i r 命令即可查看当前寄存器的值。其中，i r 可以缩写为 ireg 等几种形式。

总之，在 gdb 中查看多线程程序中某个线程的寄存器值需要先通过 thread 切换到该线程，然后再进入对应栈帧并使用相关命令进行操作。

03.怎么分析C++的core文件

一、概述

使用c++开发程序时，经常会遇到运行中core的情况，如果是偶发的就更加难以定位，本文讲解如何使用gdb进行core位置的分析定位。

二、打开coredump文件生成

# 1. 支持产生coredump
# 查看当前设置
cat /etc/security/limits.conf|grep core
ulimit -c      # 如果是unlimited,说明设置成功
# 设置（最好加到业务启动命令里）
ulimit -c unlimited# 2.控制core文件保存位置和文件名格式
# 查看目前使用的方式
cat /proc/sys/kernel/core_pattern
# 修改生成位置和命名规则（必须bash -c 'echo xxx'方式，不能通过vi修改）
sudo bash -c 'echo "/coredump/%e_%p_%t.core" > /proc/sys/kernel/core_pattern'
# 命名格式参数:
%p - insert pid into filename 添加pid
%u - insert current uid into filename 添加当前uid
%g - insert current gid into filename 添加当前gid
%s - insert signal that caused the coredump into the filename 添加导致产生core的信号
%t - insert UNIX time that the coredump occurred into filename 添加core文件生成时的unix时间
%h - insert hostname where the coredump happened into filename 添加主机名
%e - insert coredumping executable name into filename 添加命令名
# qnx系统下没有/proc/sys/kernel/core_pattern文件，需要用命令指定保存目录
dumper -d /coredump/# 3.测试让程序产生一个coredump
kill -6 $pid
kill -11 $pid

三、使用gdb分析core

1、使用gdb分析coredump文件

gdb ./bin/ipc_server   ipc_server.core   # 必须使用与core时一样的bin/lib文件
(gdb) set args zmq 6000   # 指定运行时的参数
(gdb) bt          # backtrace显示当前调用堆栈
(gdb) q           # 退出gdb

2、使用gdb调试bin文件

gdb -q ./bin/ipc_server
(gdb) set args zmq 6000   # 指定运行时的参数
(gdb) r            # run运行程序直到遇到 结束或者遇到断点
(gdb) bt          # backtrace显示当前调用堆栈
(gdb) quit       # 退出gdb

04.GDB有哪些命令

1 启动gdb

1.1 运行时调试可执行程序

gdb
attach <pid>

或者

gdb attach <pid>

1.2 运行结束调试core文件

gdb <program> <core dump file>

2 gdb交互命令

2.1 运行

run (r)：		其作用是运行程序，当遇到断点后，程序会在断点处停止运行，等待用户输入下一步的命令。continue (c)：	继续执行，到下一个断点处（或运行结束）next (n)：		单步跟踪程序，当遇到函数调用时，也不进入此函数体；此命令同 step 的主要区别是，step 遇到用户自定义的函数，将步进到函数中去运行，而 next 则直接调用函数，不会进入到函数体内。step (s)：		单步调试如果有函数调用，则进入函数；与命令n不同，n是不进入调用的函数的until：			当你厌倦了在一个循环体内单步跟踪时，这个命令可以运行程序直到退出循环体。until+line： 	运行至某行，不仅仅用来跳出循环finish： 		运行程序，直到当前函数完成返回，并打印函数返回时的堆栈地址和返回值及参数值等信息。call func(args)：调用程序中可见的函数，并传递“参数”，如：call gdb_test(55)quit (q)：		退出gdb

2.2 断点

break/breakpoints 可以简写为b

break n :			在第n行处设置断点 //可以带上代码路径和代码名称： b xxx.cpp:578b fn1 if a＞b：		条件断点设置break func：		在函数func()的入口处设置断点，如：break cb_buttondelete n：			删除第n个断点disable n：			暂停第n个断点enable n：			开启第n个断点clear n：			清除第n行的断点info breakpoints ：	显示当前程序的断点设置情况delete breakpoints：清除所有断点

2.3 查看代码

list  (l)：	作用就是列出程序的源代码，默认每次显示10行，再次输入将接着上一次 list 命令的，输出下边的内容。list line：	将显示当前文件以“行号”为中心的前后10行代码，如：list 12list func：	将显示“函数名”所在函数的源代码，如：list main

2.4 打印

print 表达式 (p 表达式)：其中“表达式”可以是任何当前正在被测试程序的有效表达式，比如当前正在调试C语言的程序，那么“表达式”可以是任何C语言的有效表达式，包括数字，变量甚至是函数调用。print a：				将显示 a 的值print ++a：				将把 a 中的值加1,并显示出来print gdb_test(a)：		将以变量 a 作为参数调用 gdb_test() 函数display 表达式：			在单步运行时将非常有用，使用display命令设置一个表达式后，它将在每次单步进行指令后，紧接着输出被设置的表达式及值。如： display awatch 表达式：			设置一个监视点，一旦被监视的“表达式”的值改变，gdb将强行终止正在被调试的程序。如： watch awhatis ：				查询变量或函数info function： 		查询函数info locals： 			显示当前堆栈页的所有变量

输出格式
一般来说，GDB会根据变量的类型输出变量的值。但你也可以自定义GDB的输出的格式。

x 按十六进制格式显示变量。
d 按十进制格式显示变量。
u 按十六进制格式显示无符号整型。
o 按八进制格式显示变量。
t 按二进制格式显示变量。
a 按十六进制格式显示变量。
c 按字符格式显示变量。
f 按浮点数格式显示变量。p/format arg

2.5 查询

where/bt ：		当前运行的堆栈列表bt backtrace ：	显示当前调用堆栈up/down ：		改变堆栈显示的深度set args 参数：	指定运行时的参数show args：		查看设置好的参数info program： 	来查看程序的是否在运行，进程号，被暂停的原因。

2.6 分割窗口

ayout：			用于分割窗口，可以一边查看代码，一边测试：layout src：	显示源代码窗口layout asm：	显示反汇编窗口layout regs：	显示源代码/反汇编和CPU寄存器窗口layout split：	显示源代码和反汇编窗口Ctrl + L：		刷新窗口

2.7 变量和表达式

print和许多GDB的命令一样，可以接受一个表达式，GDB会根据当前的程序运行的数据来计算这个表达式，既然是表达式，那么就可以是当前程序运行中的const常量、变量、函数等内容。可惜的是GDB不能使用你在程序中所定义的宏。在表达式中，有几种GDB所支持的操作符：

@ ：	是一个和数组有关的操作符:: ：	指定一个在文件或是一个函数中的变量
eg ：	p 'f2.c'::x{} ：	表示一个指向内存地址的类型为type的一个对象

需要注意的是，如果你的程序编译时开启了优化选项，那么在用GDB调试被优化过的程序时，可能会发生某些变量不能访问，或是取值错误码的情况。这个是很正常的，因为优化程序会删改你的程序，整理你程序的语句顺序，剔除一些无意义的变量等，所以在GDB调试这种程序时，运行时的指令和你所编写指令就有不一样，也就会出现你所想象不到的结果。对付这种情况时，需要在编译程序时关闭编译优化。

2.8 数组

有时候，你需要查看一段连续的内存空间的值。比如数组的一段，或是动态分配的数据的大小。你可以使用GDB的“@”操作符，“@”的左边是第一个内存的地址的值，“@”的右边则你你想查看内存的长度。
@的左边是数组的首地址的值，也就是变量array所指向的内容，右边则是数据的长度，其保存在变量len中，其输出结果，大约是下面这个样子的：

p array@len
$1 = {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40}

2.9 查看内存

你可以使用examine命令（简写是x）来查看内存地址中的值
n、f、u是可选的参数。
n 是一个正整数，表示显示内存的长度，也就是说从当前地址向后显示几个地址的内容。
f 表示显示的格式，参见上面。如果地址所指的是字符串，那么格式可以是s，如果地十是指令地址，那么格式可以是i。
u 表示从当前地址往后请求的字节数，如果不指定的话，GDB默认是4个bytes。u参数可以用下面的字符来代替，b表示单字节，h表示双字节，w表示四字节，g表示八字节。当我们指定了字节长度后，GDB会从指内存定的内存地址开始，读写指定字节，并把其当作一个值取出来。

x/3uh 0x54320 ：表示，从内存地址0x54320读取内容，h表示以双字节为一个单位，3表示三个单位，u表示按十六进制显示。

2.10 自动显示

你可以设置一些自动显示的变量，当程序停住时，或是在你单步跟踪时，这些变量会自动显示。相关的GDB命令是display（disp）。

display/fmt expr
display/fmt $addr
//expr是一个表达式，fmt表示显示的格式，addr表示内存地址，当你用display设定好了一个或多个表达式后，只要你的程序被停下来，GDB会自动显示你所设置的这些表达式的值。

删除自动显示，dnums意为所设置好了的自动显式的编号。如果要同时删除几个，编号可以用空格分隔，如果要删除一个范围内的编号，可以用减号表示（如：2-5）。

undisplay dnums
delete display dnums

disable和enalbe不删除自动显示的设置，而只是让其失效和恢复。

disable display
enable display

查看display设置的自动显示的信息。GDB会打出一张表格，向你报告当然调试中设置了多少个自动显示设置，其中包括，设置的编号，表达式，是否enable。

info display

2.11 设置显示选项

GDB中关于显示的选项比较多，这里只例举大多数常用的选项。

set print address on/off ： 	开/关地址输出，当程序显示函数信息时，GDB会显出函数的参数地址，系统默认为打开的。
show print address ： 			查看当前地址显示选项是否打开set print array on/off ： 		开/关数组显示，打开后当数组显示时，每个元素占一行，如果不打开的话，每个元素则以逗号分隔。这个选项默认是关闭的。
show print array： 				查看当前数组显示选项是否打开。set print null-stop on/off：	如果打开了这个选项，那么当显示字符串时，遇到结束符则停止显示。这个选项默认为off。set print pretty on/off：		如果打开printf pretty这个选项，那么当GDB显示结构体时会比较漂亮。set print sevenbit-strings on/off：设置字符显示，是否按“\nnn”的格式显示，如果打开，则字符串或字符数据按\nnn显示，如“65”。set print union on/off：		设置显示结构体时，是否显式其内的联合体数据。

eg：

typedef enum {Tree, Bug} Species;
typedef enum {Big_tree, Acorn, Seedling} Tree_forms;
typedef enum {Caterpillar, Cocoon, Butterfly}
Bug_forms;
struct thing {Species it;union {Tree_forms tree;Bug_forms bug;} form;
};
struct thing foo = {Tree, {Acorn}};

p foo
打开：$1 = {it = Tree, form = {tree = Acorn, bug = Cocoon}}
关闭：$1 = {it = Tree, form = {...}}set print object on/off：		在C++中，如果一个对象指针指向其派生类，如果打开这个选项，GDB会自动按照虚方法调用的规则显示输出，如果关闭这个选项的话，GDB就不管虚函数表了。这个选项默认是off。set print static-members on/off：这个选项表示，当显示一个C++对象中的内容是，是否显示其中的静态数据成员。默认是on。set print vtbl on/off：			当此选项打开时，GDB将用比较规整的格式来显示虚函数表时。其默认是关闭的。

2.12 历史记录

当你用GDB的print查看程序运行时的数据时，你每一个print都会被GDB记录下来。GDB会以$1, $2, $3 …这样的方式为你每一个print命令编上号。于是，你可以使用这个编号访问以前的表达式，如$1。这个功能所带来的好处是，如果你先前输入了一个比较长的表达式，如果你还想查看这个表达式的值，你可以使用历史记录来访问，省去了重复输入。

2.13 自定义变量

你可以在GDB的调试环境中定义自己的变量，用来保存一些调试程序中的运行数据。要定义一个GDB的变量很简单只需。使用GDB的set命令。GDB的环境变量和UNIX一样，也是以$起头。

eg：set $foo = *object_ptr
show convenience：	查看当前所设置的所有的环境变量

2.14 查看寄存器

info registers：	查看寄存器的情况。（包括浮点寄存器）
info all-registers：查看寄存器的情况。（除了浮点寄存器）

3 离线调试

当你的用户只能给你提供一个coredump文件而没有实际运行环境的时候，你也可以自己搭建离线调试环境。
需要准备好，同版本的所有coredump进程涉及到的二进制文件，包括动态链接库，编译出带gdb编译选项的版本，加载调试。
同版本指的是完全没有代码变更，这样即使codedump文件使用release版本的软件生成的，也可以用带符号信息的debug版本的软件来调试，十分强大！
gdb 进入gdb后，需要设置下本地的对应lib的搜索路径：

set solib-search-path lib1:lib2:libn

05.gcc和g++的区别

gcc和g++是两个不同的编译器，主要用于编译C语言和C++语言的代码。

1. gcc：GNU Compiler Collection（GNU编译器集合），是一个包括C、C++、Objective-C、Fortran、Ada等多种语言的编译器。它可以对C语言进行编译，但对于C++程序则需要使用g++命令。
2. g++：是gcc针对C++的一个前端。在处理文件时，g++会自动把源代码中以.cpp或者.C结尾的文件当做是C++程序来处理，并调用相应的后端进行编译。

因此，主要区别在于：

1. gcc主要用于编译C程序，而g++主要用于编译C++程序。
2. g++除了支持 C 语言外还支持 C ++ 语言，并且可以正确地链接 C ++ 库。
3. 编写 C 代码时不需要使用 g ++ 前缀，在这种情况下直接使用 gcc 即可；而写 C ++ 程序时则必须使用 g ++ 前缀来调用 g ++ 编译器。

06.Linux下程序有问题，如何调试？（答GDB打开，打上Breakpoint进行调试）

在Linux下，可以使用GDB（GNU调试器）来进行程序的调试。下面是基本步骤：

1. 编译程序时加上 -g 选项，以便生成可供GDB使用的调试信息。
2. 打开终端，在命令行中输入 gdb 命令并加上可执行文件名作为参数，例如：gdb my_program。
3. 在GDB提示符下输入 run 命令运行程序。
4. 如果程序出现错误，GDB会在出错的位置停止执行，并显示出错信息。
5. 可以在需要调试的代码行前打上 breakpoint（断点），用于暂停程序的执行。例如，在GDB提示符下输入 break line_number （line_number为需要暂停执行的代码行号），然后再输入 run 命令重新运行程序即可。
6. 在程序暂停执行时，可以使用 GDB 提供的一系列命令来检查变量、堆栈等信息，以及单步执行代码、跳转到指定位置等操作。常用命令包括 print、backtrace、step、next、continue 等。
7. 调试完成后，可以通过 quit 命令退出 GDB。