C++ part1

C++内存分配

references：

C++ 自由存储区是否等价于堆？

c++ new 与malloc有什么区别

C++, Free-Store vs Heap

1. 栈：由编译器自动分配释放，存放函数的参数值，局部变量等值。

2. 堆：堆允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存。通常由malloc/free开辟和释放。

3. 程序代码区：存放函数体的二进制代码。

4. 全局/静态存储区：全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放。

5. 常量存储区：存放常量。

（自由存储区：自由存储是C++中通过new和delete动态分配和释放对象的抽象概念，通过new来申请的内存区域可称为自由存储区。很多编译器的new/delete都是以malloc/free为基础来实现的。）

static关键字

references：

nowcoder

作用、内存分配、初始化、生命周期、作用域

1. 全局静态变量

2. 局部静态变量

3. 静态函数

4. 类的静态成员变量

5. 类的静态函数

C++和C的区别

references：

nowcoder

设计思想上：

C++是面向对象的语言，而C是面向过程的结构化编程语言

语法上：

C++具有封装、继承和多态三种特性

C++相比C，增加多许多类型安全的功能，比如强制类型转换（4个cast）

C++支持范式编程，比如模板类、函数模板等

C++中四种cast转换

references：

c/c++强制类型转换

为何使用dynamic_cast转换类指针时，需要虚函数？

1. const_cast

用于将const指针、引用、对象转为非const。

const int a = 1;

const int* b = &a;

cout << (*b) << endl;

int* c = const_cast<int *>(b);

*c = 10;

cout << (*b) << endl;

2. static_cast

用于各种隐式转换，比如非const转const，void*转指针等, static_cast能用于多态向上转化，如果向下转能成功但是不安全，结果未知 。

3. dynamic_cast

用于动态类型转换，只用于对象的指针和引用，只能用于含有虚函数的类（因为要通过虚函数表判断继承关系）。支持类向上向下转化。与static_cast不同，向下转化时dynamic_cast会检查操作是否有效，如果被转换的指针不是一个被请求的有效完整的对象指针，返回值为NULL。

Son *a;

Fa* aa = dynamic_cast<Fa*>(a); \(\quad\) //向上转型

4. reinterpret_cast

处理无关类型之间的转换。比如把指针转为int。

C/C++ 中指针和引用的区别

references：

nowcoder

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，指针需要被解引用才可以对对象进行操作，而直接对引 用的修改都会改变引用所指向的对象；

5.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；

6.指针可以有多级指针（**p），而引用只有一级；

7.指针和引用使用++运算符的意义不一样；

8.如果返回动态内存分配的对象或者内存，必须使用指针，引用可能引起内存泄露。

对象通过指针获取申请的堆上内存，指针是指向动态内存区域的唯一方式，而引用实质是对象的一个别名，对象被析构之后，引用将会失效，所以可能会使得堆上的内存空间没有及时释放，造成内存泄露。

C++中的四个智能指针

references：

四种智能指针使用总结

nowcoder

为什么要使用智能指针：

智能指针的作用是管理一个指针，因为存在以下这种情况：申请的空间在函数结束时忘记释放，造成内存泄漏。使用智能指针可以很大程度上的避免这个问题，因为智能指针就是一个类，当超出了类的作用域时，类会自动调用析构函数，析构函数会自动释放资源。所以智能指针的作用原理就是在函数结束时自动释放内存空间，不需要手动释放内存空间。

1. auto_ptr（C++11已弃用）

采用所有权模式。

auto_ptr< Obj> p1 (new Obj());

auto_ptr< Obj> p2;

p2 = p1;

此时再调用 p1就会异常，因为 auto_ptr的拷贝构造函数中把真实引用的内存指针进行的转移，也就是说 p2应引用了内存地址，而 p1引用的内存地址为空。

2. unique_ptr

实现独占式拥有或严格拥有概念，保证同一时间内只有一个智能指针可以指向该对象。不能拷贝构造，但是可以移动构造和移动赋值。

//移动赋值

unique_ptr< Son> p1(new Son());

unique_ptr< Son> p2 = (std::move(p1));

此时，p1不再拥有对象的内存地址，因为这是手动赋值，所以比auto_ptr安全。

3. shared_ptr

可以多个智能指针同时拥有一个对象。

原理：

使用引用计数，每当引用一次，引用计数加一，每当智能指针销毁了，引用计数就减一，

当引用计数减少到0的时候就释放引用的对象。这种引用计数的增减发生在智能指针的构造函数，拷贝构造函数，赋值操作符，析构函数中。

成员函数：

use_count 返回引用计数的个数

unique 返回是否是独占所有权( use_count 为 1)

swap 交换两个 shared_ptr 对象(即交换所拥有的对象)

reset 放弃内部对象的所有权或拥有对象的变更, 会引起原有对象的引用计数的减少

shared_ptr< Obj> p1(new Obj());

shared_ptr< Obj> p2 = p1;

shared_ptr< Obj> p3(p1);

p2.reset();

cout << p1.use_count() << endl;

4. weak_ptr

因为shared_ptr是一种强引用的关系，智能指针直接引用对象，可能引起循环引用，从而造成内存泄漏。比如此链接

解决这种状况的办法就是将两个类中的一个成员变量改为weak_ptr对象，因为weak_ptr不会增加引用计数，使得引用形不成环，最后就可以正常的释放内部的对象，不会造成内存泄漏。weak_ptr从字面意思上可以看出是一个弱指针，不是说明这个指针的能力比较弱，而是说他对他所引用的对象的所有权比较弱，

weak_ptr是一种不控制对象生命周期的智能指针, 它指向一个shared_ptr管理的对象，他并不拥有所引用对象的所有权，而且他还不能直接使用他所引用的对象（可以通过lock()来获得一个shared_ptr对象）。当一个weak_ptr所观察的shared_ptr要释放它的资源时，它会把相关的weak_ptr的指针设置为空，防止weak_ptr持有悬空的指针。

数组与指针的区别

什么是野指针

Hash冲突的解决办法

1. 开放地址法（再散列法）：对冲突的键p，以p为基础，得到p1，直到没有冲突。有线性探测再散列、二次探测再散列、伪随机再散列。
2. 再哈希法：再哈希一遍。
3. 拉链法：用链表存取发生冲突的关键字