1. 多态是什么（语义上什么意思，语法怎么实现）？虚函数是什么？虚函数底层怎么实现的?
多态字面上即为多种形态，具体到C++中即为面向对象程序设计中针对一个接口进行多种实现，比如使用同一个成员名来调用类对象的成员函数产生不同的行为。
静态多态是指编译时候的多态，通过函数重载或者运算符重载实现。
真正的多态应该是动态（运行期）多态，语法上通过虚函数与基类指针共同作用实现。
虚函数通过关键字virtual声明，告知编译器不要在编译阶段将此函数静态绑定到具体某个函数上，派生类可以重写override基类的方法，运行期间根据具体的对象来决定函数调用。
底层实现上每个含有虚函数的类在内存中多一根指针，指向虚函数表的位置，虚函数表存放当前类各个函数的入口地址，虚表在编译阶段就构造完毕（每个类一个）。调用虚函数时，通过虚指针vptr找到具体所调用的虚函数的入口地址，进而调用具体的虚函数。
延伸
析构函数可以是虚函数吗？
可以，最好是虚的
构造函数可以是虚函数吗？
不可以，构造开始还没有虚表，没法调用虚函数
内联函数可以是虚函数吗？
不可以，内联函数是个静态行为，编译时处理
静态函数可以是虚函数吗？
不可以，static不属于任何类实例，没有this指针
构造函数可以调用虚函数吗？
不可以，构造是按继承顺序的，先基类，后派生类，如果构造期间调用了一个子类的虚函数，但是子类还未构造出来，未定义行为
静态函数能定义为常函数吗？为什么？
不可以，因为常函数是操作成员变量的，而静态函数没有成员变量可说
2. 指针和引用的区别？
内存角度：指针是个存放地址的变量，有内存，引用是个别名，没有内存
现象角度：指针运行时可以改变值，引用初始化之后不能改变指向
引用没有const， 指针有const
引用不能为空，指针可以为空（所以需要检查是否为空指针）所以引用效率高
在参数传递时，引用会做类型检查，而指针不会
从编译上看，程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上，符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值，而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改，因此指针可以改变指向的对象（指针变量中的值可以改），而引用对象不能改。这是使用指针不安全而使用引用安全的主要原因。从某种意义上来说引用可以被认为是不能改变的指针。
3. new和malloc的区别？
- new是一个操作符，可以重载，malloc是一个库函数
- new按照数据类型分配内存，malloc按照大小分配
- new不仅仅分配内存，还调用构造函数，对于内置对象需要显示调用构造函数new int()
- new返回的是指定对象的指针，malloc返回的是void*，所以malloc返回值要类型转换
- new对应delete销毁内存（调用析构函数），malloc用free销毁
4. vector实现原理，list, map, set底层的数据结构？unordered_set unordered_map底层数据结构？
vector即一块动态数组，如果数组长度不足以存放数据就会动态扩容，其过程为重新new一块更大的空间(教科书上写2倍，实际不同编译器不一样，如1.5等)，再将原有元素一一拷贝过去，同时添上新增的元素
list 底层数据结构为双向链表，支持快速增删
map 底层数据结构为红黑树，有序，不重复
set 底层数据结构为红黑树，有序，不重复
deque 底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区，详细见STL源码剖析P146，支持首尾（中间不能）快速增删，也支持随机访问
stack/queue 底层一般用list或deque实现，封闭头部/尾部即可，不用vector的原因应该是容量大小有限制，扩容耗时
unordered_map/unordered_set: 哈希表
5. static关键字有哪些作用？ (c语言中本来就有的，c++中有的)
C语言中
- 修饰局部变量
static修饰局部变量时，使得被修饰的变量成为静态变量，存储在静态区。存储在静态区的数据生命周期与程序相同，在main函数之前初始化，在程序退出时销毁。（无论是局部静态还是全局静态）
局部静态变量使得该变量在退出函数后，不会被销毁，因此再次调用该函数时，该变量的值与上次退出函数时值相同。值得注意的是，生命周期并不代表其可以一直被访问，因为变量的访问还受到其作用域的限制。 - 修饰全局变量
全局变量本来就存储在静态区，因此static并不能改变其存储位置。但是，static限制了其链接属性。被static修饰的全局变量只能被该包含该定义的文件访问 - static修饰函数：使得函数只能在包含该函数定义的文件中被调用
C++中
静态类成员，所有同类型的对象唯一共享
静态成员函数，与任何对象都无瓜葛，不访问任何non-static member
6. const关键字有哪些作用？
修饰变量，局部变量，全局变量，成员变量（必须初始值列表）
修饰引用作为函数参数，保护值不会改变
修饰成员函数，类的成员函数加上const限定可以声明此函数不会更改类对象的内容（并不牢靠）
修饰返回值，表明返回的数据是不可修改的
修饰指针，左定值，右定向，const在*左侧表示所指内容是常量，在*右侧表示指针本身是常量不可变
成员函数能否同时修饰为static和const？
成员变量可以，成员函数不行， static不依赖于任何对象，而const成员函数强调不修改对象的成员，这两者针对的点不同，不能同时修饰
C++编译器在实现const的成员函数的时候为了确保该函数不能修改类的中参数的值，会在函数中添加一个隐式的参数const this*。但当一个成员为static的时候，该函数是没有this指针的。也就是说此时const的用法和static是冲突的。
static函数能否调用非static函数呢？
否， static函数操作的整个类的，不依赖于某个对象，非static函数改变的是某个对象的成员变量，static不可以调用非static函数
7. 智能指针的原理是什么？C++11中有哪些智能指针？
通过将指针封装成对象，从而能自动处理堆上对象的释放问题。
可以解决资源泄露，空悬指针等问题。
- unique_ptr实现独占式拥有（exclusive ownership）或严格拥有（strict ownership）概念，保证同一时间内只有一个智能指针可以指向该对象。它对于避免资源泄露（resourece leak）——例如“以new创建对象后因为发生异常而忘记调用delete”——特别有用。
- shared_ptr实现共享式拥有（shared ownership）概念。多个智能指针可以指向相同对象，该对象和其相关资源会在“最后一个引用（reference）被销毁”时候释放。为了在结构复杂的情境中执行上述工作，标准库提供了weak_ptr等辅助类。
注：C++98中的Class auto_ptr在C++11中已不再建议使用。 - weak_ptr指向由一个shared_ptr管理的对象。将一个weak_ptr绑定到一个shared_ptr不会改变shared_ptr的引用计数。从而解决share_ptr可能导致的循环引用问题。
8. C++几种强制类型转换？
四种
- const_cast将const变量转为非const
- static_cast内置基本数据类型之间的相互转换,void*转指针，没有运行时类型检查
- reinterpret_cast: 转化任何内置的数据类型为其他任何的数据类型，也可以转化指针类型为其他类型，甚至可以转化内置的数据类型为指针，无需考虑类型安全或者常量的情形。不到万不得已绝对不用
- dynamic_cast: 运行时类型转化，只能转换多态类的指针和引用，比如基类型与派生类类型指针的相互转换，成功返回转换成功的指针，失败返回NULL或者抛异常
9. 栈上的对象和堆上的对象有什么不同？
生命期不同，栈上的对象在定义对象时即在栈空间生成，离开作用域（右大括号）后即自动调用析构函数销毁
堆上的空间需要进行动态内存分配（new）且需要手动释放(delete)，否则会一直存在，造成内存泄露
10. const 和 define有什么不同？
编译器处理方式：const编译时，define预处理时
类型检查：const有数据类型检查，define无
内存空间：const在静态区分配内存，只有一个拷贝，define多个立即数替换
范围：const可以通过extern多个文件共享，define仅限于当前文件
11. 了解C++11哪些新特性？
提高运行效率的语言特性：右值引用、泛化常量表达式
原有语法的使用性增强：初始化列表、统一的初始化语法、类型推导、范围for循环、Lambda表达式、final和override、构造函数委托
语言能力的提升：空指针nullptr、default和delete、长整数、静态assert
C++标准库的更新：智能指针、正则表达式、哈希表等
12. C++写一个线程安全的单例模式
Eager Singleton（饿汉模式）自身线程安全
这种实现在程序开始(静态属性instance初始化)的时就完成了实例的创建。
//头文件中
class Singleton
{
public:
static Singleton& Instance()
{
return instance;
}
private:
Singleton();
~Singleton();
Singleton(const Singleton&);
Singleton& operator=(const Singleton&);
private:
static Singleton instance;
}
//实现文件中
Singleton Singleton::instance;
懒汉模式（加锁）
class singleton{
public:
static pthread_mutex_t mutex;
static singleton* initance();
private:
singleton(){
pthread_mutex_init(&mutex); //初始化
}
static singleton* p;
static singleton* initance();
}
pthread_mutex_t singleton::mutex;
singleton* singleton::p = NULL;
singleton* singleton::initance(){
if(p == NULL){
pthread_mutex_lock(&mutex); //加锁
if(p == NULL)
p = new singleton();
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
return p;
}
Meyers Singleton
class Singleton
{
public:
static Singleton& Instance() //Instance()作为静态成员函数提供里全局访问点
{
static Singleton instance;
return instance;
}
private:
Singleton(); //这里将构造，析构，拷贝构造，赋值函数设为私有，杜绝了生成新例
~Singleton();
Singleton(const Singleton&);
Singleton& operator=(const Singleton&);
};
