语言基础-C++/python

C++

C和C++的区别

最大的不同:编程思维不同(面向过程和面向对象)

C是一个结构化语言,它的重点在于算法和数据结构。C程序的设计首要考虑的是如何通过一个过程,对输入(或环境条件)进行运算处理得到输出(或实现过程(事务)控制)。
C++,首要考虑的是如何构造一个对象模型,让这个模型能够契合与之对应的问题域,这样就可以通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程(事务)控制。

细节区别:
C中的struct和C++的类,C++的类是C所没有的,但是C中的struct是可以在C++中正常使用的,并且C++对struct进行了进一步的扩展,使struct在C++中可以和class一样当做类使用,而唯一和class不同的地方在于struct的成员默认访问修饰符是public,而class默认的是private;

指针和引用的区别

1.指针有自己的一块空间,而引用只是一个别名;
2.使用sizeof看一个指针的大小是4,而引用则是被引用对象的大小;
3.指针可以被初始化为NULL,而引用必须被初始化且必须是一个已有对象的引用;
4.作为参数传递时,指针需被解引用才能对对象操作,而直接对引用修改会改变引用所指向的对象;
5.可以有const指针,但是没有const引用;
6.指针在使用中可以指向其它对象,但是引用只能是一个对象的引用,不能被改变;
7.指针可以有多级指针(**p),而引用至于一级;

面向对象的三个基本特征,并简单叙述之?

  1. 封装:将客观事物抽象成类,每个类对自身的数据和方法实行protection(private, protected,public)
  2. 继承:广义的继承有三种实现形式:实现继承(指使用基类的属性和方法而无需额外编码的能力)、可视继承(子窗体使用父窗体的外观和实现代码)、接口继承(仅使用属性和方法,实现滞后到子类实现)。前两种(类继承)和后一种(对象组合=>接口继承以及纯虚函数)构成了功能复用的两种方式。
  3. 多态:是将父对象设置成为和一个或更多的他的子对象相等的技术,赋值之后,父对象就可以根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。简单的说,就是一句话:允许将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。

new 和 malloc的区别

  1. malloc与free是C++/C语言的标准库函数,new/delete是C++的运算符。它们都可用于申请动态内存和释放内存。
    · 库函数是依赖于库的,没有库就没有它,一定程度上独立于语言的,编译器不管函数作用。
    · 运算符是语言自身的特性,它有固定的语义,编译器知道意味着什么。
  2. 对于非内部数据类型的对象而言,对象在创建的同时要自动执行构造函数,对象在消亡前要自动执行析构函数。由于malloc/free是库函数而不是运算符,不在编译器控制权限之内,不能够把执行构造函数和析构函数的任务强加于malloc/free。
    · 内部数据类型是编译器本来就认识的,不需要用户自己定义;
    · 非内部数据类型不是编译器本来就认识的,需要用户自己定义才能让编译器识别

delete与 delete []区别

delete只会调用一次析构函数,而delete[]会调用每一个成员的析构函数。“当delete操作符用于数组时,它为每个数组元素调用析构函数,然后调用operator delete来释放内存。”delete与new配套,delete []与new []配套。
对于内建简单数据类型(Int *pInt1=new int [10];),delete和delete[]功能是相同的。对于自定义的复杂数据类型(MemTest *mTest2=new MemTest;),delete和delete[]不能互用。

构造函数与析构函数

  • 构造函数:类的构造函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次创建类的新对象时执行。可用于为某些成员变量设置初始值。
  • 析构函数:类的析构函数是类的一种特殊的成员函数,它会在每次删除所创建的对象时执行。析构函数的名称与类的名称是完全相同的,只是在前面加了个波浪号(~)作为前缀,它不会返回任何值,也不能带有任何参数。析构函数有助于在跳出程序(比如关闭文件、释放内存等)前释放资源。
  • 定义一个对象时先调用基类的构造函数、然后调用派生类的构造函数;析构的时候恰好相反:先调用派生类的析构函数、然后调用基类的析构函数。

多态,虚函数与纯虚函数

  • 多态:是对于不同对象接收相同消息时产生不同的动作。C++的多态性具体体现在运行和编译两个方面:在程序运行时的多态性通过继承和虚函数来体现; 在程序编译时多态性体现在函数和运算符的重载上;
  • 虚函数:在基类中冠以关键字 virtual 的成员函数。 它提供了一种接口界面。允许在派生类中对基类的虚函数重新定义。
  • 纯虚函数的作用:在基类中为其派生类保留一个函数的名字,以便派生类根据需要对它进行定义。作为接口而存在 纯虚函数不具备函数的功能,一般不能直接被调用。
    从基类继承来的纯虚函数,在派生类中仍是虚函数。如果一个类中至少有一个纯虚函数,那么这个类被称为抽象类(abstract class)。
    抽象类中不仅包括纯虚函数,也可包括虚函数。抽象类必须用作派生其他类的基类,而不能用于直接创建对象实例。但仍可使用指向抽象类的指针支持运行时多态性。

说明形参、局部变量及局部静态变量的区别。

形参相当于函数的自变量,其作用域为函数声明与定义的范围。 局部变量是在函数体中所声明并定义的变量,其作用域在该函数体内。局部静态变量为在函数体中声明的变量,但其作用域是在此函数体及函数体后面程序段落中,生物周期自它被声明之时起,至整个程序结束终止。

函数示例及变量说明如下:
void func(int intpara) //intpara为形参。
{
    int localvar;  //localvar为局部变量。
    static int localstavar;  //localstavar为局部静态变量。
    return;
}

将“引用”作为函数返回值类型的格式、好处和需要遵守的规则?

格式:类型标识符 &函数名(形参列表及类型说明){ //函数体 }

好处:在内存中不产生被返回值的副本;(注意:正是因为这点原因,所以返回一个局部变量的引用是不可取的。因为随着该局部变量生存期的结束,相应的引用也会失效,产生runtime error!

注意事项:
(1)不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁,因此被返回的引用就成为了”无所指”的引用,程序会进入未知状态。
(2)不能返回函数内部new分配的内存的引用。被函数返回的引用可能只是作为一个临时变量出现,而没有被赋予一个实际的变量,那么这个引用所指向的空间(由new分配)就无法释放,造成memory leak。

C/C++中,关键字extern的作用

应该需要区分extern在C语言中和C++语言中的作用,C语言中extern声明的函数和变量可以被该文件外部模块引用,C++语言中除了该作用还可以声明extern “C”声明一段代码编译连接的方法为C语言的方法。

(a) extern是C/C++语言中声明函数和全局变量作用范围(可见性)的关键字,该关键字告诉编译器,其声明的函数和变量在本模块或其他模块中使用(通常,在模块的头文件中对本模块提供给其它模块引用的函数和全局变量以关键字extern声明。)
(b) 被extern “C”修饰的变量和函数是按照C语言的方式编译和链接的。(C语言不支持函数重载,所以函数的C++和C的编译方式不同,这一句的作用就是实现C++和C及其他语言混合编程)

重载(overload)和重写(overried,有的书也叫做“覆盖”)的区别?

重载:是指允许存在多个同名函数,而这些函数的参数表不同(或许参数个数不同,或许参数类型不同,或许两者都不同)。

重写:是指子类重新定义复类虚函数的方法。

从实现原理上来说:

重载:编译器根据函数不同的参数表,对同名函数的名称做修饰,然后这些同名函数就成了不同的函数(至少对于编译器来说是这样的)。如,有两个同名函数:function func(p:integer):integer;和function func(p:string):integer;。那么编译器做过修饰后的函数名称可能是这样的:int_func、str_func。对于这两个函数的调用,在编译器间就已经确定了,是静态的。也就是说,它们的地址在编译期就绑定了(早绑定),因此,重载和多态无关!

重写:和多态真正相关。当子类重新定义了父类的虚函数后,父类指针根据赋给它的不同的子类指针,动态的调用属于子类的该函数,这样的函数调用在编译期间是无法确定的(调用的子类的虚函数的地址无法给出)。因此,这样的函数地址是在运行期绑定的(晚绑定)。

多态,虚函数,纯虚函数

多态:是对于不同对象接收相同消息时产生不同的动作。C++的多态性具体体现在运行和编译两个方面:在程序运行时的多态性通过继承和虚函数来体现;

在程序编译时多态性体现在函数和运算符的重载上;
虚函数:在基类中冠以关键字 virtual 的成员函数。 它提供了一种接口界面。允许在派生类中对基类的虚函数重新定义。
纯虚函数的作用:在基类中为其派生类保留一个函数的名字,以便派生类根据需要对它进行定义。作为接口而存在 纯虚函数不具备函数的功能,一般不能直接被调用。
从基类继承来的纯虚函数,在派生类中仍是虚函数。如果一个类中至少有一个纯虚函数,那么这个类被称为抽象类(abstract class)。
抽象类中不仅包括纯虚函数,也可包括虚函数。抽象类必须用作派生其他类的基类,而不能用于直接创建对象实例。但仍可使用指向抽象类的指针支持运行时多态性。

const与#define 相比,有何优点?

const作用:定义常量、修饰函数参数、修饰函数返回值三个作用。被Const修饰的东西都受到强制保护,可以预防意外的变动,能提高程序的健壮性。
1) const 常量有数据类型,而宏常量没有数据类型。编译器可以对前者进行类型安全检查。而对后者只进行字符替换,没有类型安全检查,并且在字符替换可能会产生意料不到的错误。
2) 有些集成化的调试工具可以对const 常量进行调试,但是不能对宏常量进行调试。

全局变量和局部变量有什么区别?是怎么实现的?操作系统和编译器是怎么知道的?

生命周期不同:
全局变量随主程序创建而创建,随主程序销毁而销毁;局部变量在局部函数内部,甚至局部循环体等内部存在,退出就不存在;
使用方式不同:通过声明后全局变量程序的各个部分都可以用到;局部变量只能在局部使用;分配在栈区。
操作系统和编译器通过内存分配的位置来知道的,全局变量分配在全局数据段并且在程序开始运行的时候被加载。局部变量则分配在堆栈里面 。

全局变量、局部变量、静态局部变量、静态全局变量。

  1. 栈区(stack) 由编译器在需要的时候自动分配释放,在不需要的时候就自动清除的变量存储区。通常存放的变量是函数的参数值、局部变量的值等,其操作方式类似于数据结构中的栈。
  2. 堆区(heap) 一般由程序员去分配释放,和编译器完全没有关系,直接由我们的应用程序去控制,一般分配一块内存就对应一个回收一块内存。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。
  • 全局与局部:是指作用域,全局变量在整个程序生成期可见,局部变量在自己的作用域可见。全局变量的内存分配是静态的,如果没有赋初值,会被初始化为0。局部变量的内存分配是动态的,位于堆栈中,如果没有初始化,初值视当前内存内的值而定。
  • 静态全局与全局:全局变量只需在一个源文件中定义,就可以作用于所有的源文件。当然,其他不包括全局变量定义的源文件需要用extern关键字再次声明这个全局变量。被static关键字修饰过的变量具有文件作用域。这样即使两个不同的源文件都定义了相同的静态全局变量,他们也是不同的变量。
  • 静态局部与局部:局部变量在程序运行期间不是一直存在,而是只在函数执行期间存在,函数的一次调用结束后,变量就被撤销,其所占用的内存也被收回。 静态局部变量具有局部作用域。它只被初始化一次,自从第一次初始化直到程序结束都一直存在,他和全局变量的区别在于全局变量对所有的函数都是可见的,而静态局部变量只对定义自己的函数体始终可见。

main 函数执行以前,还会执行什么代码?

全局对象的构造函数会在main 函数之前执行。

简述数组与指针的区别?

数组要么在静态存储区被创建(如全局数组),要么在栈上被创建。指针可以随时指向任意类型的内存块。

  • 修改内容上的差别。指针指向常量时,无法通过p[0]进行修改。
  • 用运算符sizeof 可以计算出数组的容量(字节数)。sizeof(p),p 为指针得到的是一个指针变量的字节数,而不是p 所指的内存容量。C++/C 语言没有办法知道指针所指的内存容量,除非在申请内存时记住它。注意当数组作为函数的参数进行传递时,该数组自动退化为同类型的指针。

基类的析构函数不是虚函数,会带来什么问题?

派生类的析构函数用不上,会造成资源的泄漏。

动态规划思想

  • 求一个问题的最优解
  • 最优解依赖各个子问题的最优解
  • 这些子问题之间存在相互重叠的更小子问题
  • 从上往下分析问题,从下往上的求解问题

STL的vector的扩容效率

当vector中的可用空间耗尽时,就要动态第扩大内部数组的容量。直接在原有物理空间的基础上追加空间?这不现实。数组特定的地址方式要求,物理空间必须地址连续,而我们无法保证其尾部总是预留了足够空间可供拓展。一种方法是,申请一个容量更大的数组,并将原数组中的成员都搬迁至新空间,再在其后方进行插入操作。新数组的地址由OS分配,与原数据区没有直接的关系。新数组的容量总是取作原数组的两倍。

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