c和c++要点.docx

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c和c++要点

C语言程序的内存布局：

1. 代码段             code or text

2. 只读数据段         ro data

3. 已初始化读写数据段 rw data

4. 未初始化读写数据段 bss

5. 堆                 heap

6. 栈                 stack

但有时候也这么说

1. 栈

2. 堆

3. 全局区或静态区

4. 字符常量区

5. 程序代码区

针对c和c++经常提到的问题，做一些简单的总结，主要是从内存的角度来解释：

1、Static关键字都有哪些用法？

C和C++中有什么区别？

2、虚基类、虚函数、纯虚函数的用法及其区别？

3、C和C++如何动态申请内存和释放内存？

有什么区别？

4、C语言编译的过程？

上次腾讯面试还问到个题目，主要是因为我说c因为其结构化特点是万能的，可以实现出任何我们想要的东西。

然后主考官问我：

web页面用c语言怎么实现？

首先，介绍下c语言的编译执行过程，比方说一个main.c的文件执行过程应当如下：

cpp（c预处理器）将mian.c处理为main.i

cc1（c编译器）将main.i编译为main.s

as（汇编器）将main.s汇编为main.o

ld（链接器）将main.o链接为可执行文件

最后执行即可。

而我们平时所使用的gcc和g++往往将这几个过程省略了，导致我们对其具体过程不是很清楚，但是可以通过加选项把一个个中间过程展现出来。

那么c语言在具体执行的过程中到底干了些什么？

具体是怎么样执行的呢？

    C语言的代码段顾名思义其实就是程序的代码，以main函数为入口，我们可以通过汇编代码来窥探其具体执行。

电脑只是很简单的执行代码段的一条一条的指令而已。

我们已经知道，全局变量以及静态变量等都已经存放于字符常量区以及全局区和静态区里了。

那么在具体执行的过程中局部变量怎么办？

函数那么多，全部载入执行？

这个时候就要用到栈，通过栈帧结构来执行一个一个的函数。

沿着箭头方向，地址增大。

栈增长方向是向下增长的。

比方说在main函数（调用者）里调用了一个swap函数（被调用者），首先在main里面一定有swap（x，y）这样的结构。

其中参数x和y就被当做参数压入栈中。

然后是返回地址，其实就是swap（x，y）后面的下一条指令地址，让程序返回后能接着执行。

而真知则为main的帧指针内容，保证正确执行。

这样在取参数的时候就能通过帧指针+4的倍数取到传递过来的参数了。

在帧指针下面一般开始存储本地一些临时变量什么的。

栈指针指向最低处。

这样代码段的指令一条条执行，遇到函数则新建一个栈帧，执行完返回后将该栈帧清除掉即可。

这样不管多少个函数，栈都是不断增长了又减小了这样的变化着。

多少个栈帧结构也是取决于函数调用嵌套的深度而已。

因此我们在执行递归调用的时候可想而知，深度太深那得要多少个栈帧结构啊，效率啊！

！

！

现在回过头来我们想想static的用法。

1. 局部静态变量

2. 外部静态变量（全局）/函数   声明一个函数只能在本文件内使用，而非其他

3. 静态数据成员/成员函数

其中前两条是c的用法，c++是在前两条的基础上增加了第三条

为什么呢？

因为static关键字生命的的都是放在全局区的。

一般只初始化一次，以后都是不断引用而已。

那么c++第三条如何解释呢？

因为一个成员被声明为成员之后，就是静态的。

而c++的对象往往是是运行的时候才创建，哪里创建呢？

当然是在栈上。

而static声明的已经在全局区了，当然不需要再重新在栈空间里出现了。

所以此类声明的东西都不能为其具体实例所使用，而是为该类所使用。

以static void solve（）;为例

调用形式一般为A a的话。

那么a实例的东西一般是在栈内，所以a.solve（）调用形式是不合适的（其实可以），但并不能说明其内在本质。

其初始化形式应该为A:

:

solve，最好不要是a.solve（）。

我们只需要知道，c中static是整个文件内大家的共享，而c++中类成员实现了一个类的所有成员实例的共享。

初始化时一般如下：

    <数据类型><类名>:

:

<静态数据成员名>=<值>

这表明：

（1）初始化在类体外进行，而前面不加static，以免与一般静态变量或对象相混淆。

（2）初始化时不加该成员的访问权限控制符private，public等。

　　（3）初始化时使用作用域运算符来标明它所属类，因此，静态数据成员是类的成员，而不是对象的成员。

第二个问题

虚基类：

   当在多条继承路径上有一个公共的基类,在这些路径中的某几条汇合处,这个公共的基类就会产生多个实例（或多个副本）,若只想保存这个基类的一个实例,可以将这个公共基类说明虚基类.

虚基类

虚函数：

     虚函数的作用是实现动态联编，也就是在程序的运行阶段动态地选择合适的成员函数，在定义了虚函数后，可以在基类的派生类中对虚函数重新定义，在派生类中重新定义的函数应与虚函数具有相同的形参个数和形参类型。

以实现统一的接口，不同定义过程。

如果在派生类中没有对虚函数重新定义，则它继承其基类的虚函数 

     1、 必须把动态联编的行为定义为类的虚函数。

     2、 类之间存在子类型关系，一般表现为一个类从另一个类公有派生而来。

     3、 必须先使用基类指针指向子类型的对象，然后直接或者间接使用基类指针调用虚函数。

纯虚函数

    是一种特殊的虚函数，它的一般格式如下：

    class <类名>　　

    {　　virtual <类型><函数名>（<参数表>）=0;　　…　　};　　

在许多情况下，在基类中不能对虚函数给出有意义的实现，而把它声明为纯虚函数，它的实现留给该基类的派生类去做。

这就是纯虚函数的作用。

下面从内存角度分析下virtual关键字在c++到底是如何工作的。

virtual 关键字用于修饰方法、属性、索引器或事件声明，并且允许在派生类中重写这些对象。

对c++了解都应该知道虚函数（virtual function）是通过一张虚函数表（virtual table）来实现的，简称v-table。

假设有如下所示的一个继承关系：

请注意，在这个继承关系中，子类没有重载任何父类的函数。

那么，在派生类的实例中，其虚函数表如下所示：

对于实例：

Derive d;的虚函数表如下：

我们可以看到下面几点：

1）虚函数按照其声明顺序放于表中。

2）父类的虚函数在子类的虚函数前面。

一般继承（有虚函数覆盖）

覆盖父类的虚函数是很显然的事情，不然，虚函数就变得毫无意义。

下面，我们来看一下，如果子类中有虚函数重载了父类的虚函数，会是一个什么样子？

假设，我们有下面这样的一个继承关系。

为了让大家看到被继承过后的效果，在这个类的设计中，我只覆盖了父类的一个函数：

f（）。

那么，对于派生类的实例，其虚函数表会是下面的一个样子：

我们从表中可以看到下面几点，

1）覆盖的f（）函数被放到了虚表中原来父类虚函数的位置。

2）没有被覆盖的函数依旧。

多重继承（无虚函数覆盖）

下面，再让我们来看看多重继承中的情况，假设有下面这样一个类的继承关系。

注意：

子类并没有覆盖父类的函数。

对于子类实例中的虚函数表，是下面这个样子：

我们可以看到：

1） 每个父类都有自己的虚表。

2） 子类的成员函数被放到了第一个父类的表中。

（所谓的第一个父类是按照声明顺序来判断的）

而一般的虚基类、纯虚函数应该都是通过编译器来判断执行器修改内容的。

回到第三个问题。

我们知道c和c++都是在堆（heap）这个结构内来申请内存、释放内存的。

c使用malloc和free，c++则是new和delete。

申请释放都差不多，那么它们之间到底是否有差别呢？

C 语言的malloc（） 和free（） 并不会调用析构函数和构造函数。

C++的 new 和 delete 操作符 是 "类意识" ，并且当调用new的时候会调用类的构造函数和当delete 调用的时候会调用析构函数。

注意：

混合用malloc 和delete或者混合用new 和free 是不正确的。

C++的new和delete是C++用构造器分配内存，用析构函数清除使用过的内存。

new/delete 优点:

new/delete调用 constructor/destructor.Malloc/free 不会.

new 不需要类型强制转换。

.Malloc 要对放回的指针强制类型转换.

new/delete操作符可以被重载, malloc/free 不会

new 并不会强制要求你计算所需要的内存 （ 不像malloc）

注意:

malloc:

 用于申请一段新的地址

calloc:

 用于申请N段新的地址

realloc:

 realloc是给一个已经分配了地址的指针重新分配空间

 free:

 通过指针释放内存

c申请返回的是一个指针，而c++返回的是一个副本。

C++中

注意:

∙如果删除操作符被应用在基类中，并且其析构函数并不是虚函数，这将会引起内存泄露，因为只有基类的内存被释放掉。

∙基类的析构函数不是虚函数，将不能被作为基类而实现。

∙类的析构函数可以不是virtual

总结如下：

1. C 语言的malloc（） 和free（） 并不会调用析构函数和构造函数。

C++的 new 和 delete 操作符 是 "类意识" ，并且当调用new的时候会调用类的构造函数和当delete 调用的时候会调用析构函数。

2. c函数返回一个指针，c++返回一个副本

3. C++虚析构函数中应当注意的

4. C++自身的保护机制

第四个问题已经讲过了。

    而用c怎么实现web页面。

我答得是必须把它做一个clicklistener的监听器，就是一个对象。

把web页面的每一个词条什么的必须是有url，显示名称之类的，必须做成一个个对象。

在点击时发送url给监听器，监听器给浏览器，然后就可以登录该网站了。

监考官说那c没有面向对象的东西啊，我说struct也能办到。

监考官回答：

其实是可以的，但也是不好的。

实现的时候还是要具体的语言来实现，否则成本太高。

其实这个只要有那种面向对象的思想就好了。

只是为了突出c语言的结构化特点而已。

就像搭积木一样可以搭建出任何东西。