C++面试题进阶

1.问答题

class ClassA
{
public:
    virtual ~ ClassA(){};
    virtual void FunctionA1(){};
    void FonctionA2(){};
};
class ClassB
{
public:
    virtual void FunctionB1(){};
    void FonctionB2(){};
};
class ClassC : public ClassA,public ClassB
{
public:
    void FunctionA1(){};
    void FonctionA2(){};
    void FunctionB1(){};
    void FonctionB2(){};
};

int main()
{
    ClassC aObject;
    ClassA* pA=&aObject;
    ClassB* pB=&aObject;
    ClassC* pC=&aObject;
    cout<<pA<<endl;
    cout<<pB<<endl;
    cout<<pC<<endl;

    return 0;
}

这段代码中pA,pB,pC是否相等，为什么？
答：

pA和pC相等，pB和pC不相等，因为基类ClassA中定义了虚析构函数，运行时会将他直接指向派生类，而ClassB的则会进行一个隐式转换。

2.问答题

class Base {
    int m_tag;
public:
    Base(int tag) : m_tag(tag) {}

    void print() {
        cout << "Base::print() called" << endl;
    }

    virtual void vPrint() {
        cout << "Base::vPrint() called" << endl;
    }

    virtual void printTag() {
        cout << "Base::m_tag of this instance is: " << m_tag << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived(int tag) : Base(tag) {}

    void print() {
        cout << "Derived::print() called" << endl;
    }

    virtual void vPrint() {
        cout << "Derived::vPrint() called" << endl;
    }
};

class Derived1 : public Base {
public:
    Derived1(int tag) : Base(tag) {}

    void print() {
        cout << "Derived1::print() called" << endl;
    }

    virtual void vPrint() {
        cout << "Derived1::vPrint() called" << endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[]) {
    Derived *foo = new Derived(1);
    Base *bar = foo;

    foo->print();
    foo->vPrint();

    bar->print();
    bar->vPrint();

    Base *ba = new Base(1);
    Derived *de = (Derived*)ba;

    ba->print();
    ba->vPrint();

    de->print();
    de->vPrint();
    
    return 0;
}

这段代码输出是怎样的？
答：

记住一点：普通函数在编译时就确定了，虚函数只有在运行时才确定调用哪个。

3.找错题

试题1：

void test1()
{
　char string[10];
　char* str1 = "0123456789";
　strcpy( string, str1 );
}

试题2：

void test2()
{
　char string[10], str1[10];
　int i;
　for(i=0; i<10; i++)
　{
　　str1[i] = 'a';
　}
　strcpy( string, str1 );
}

试题3：

void test3(char* str1)
{
　char string[10];
　if( strlen( str1 ) <= 10 )
　{
　　strcpy( string, str1 );
　}
}

答：

  • 试题1字符串str1需要11个字节才能存放下（包括末尾的‘\0’），而string只有10个字节的空间，strcpy会导致数组越界；

  • 试题2中str1循环赋值后没有‘\0’结束，所以在strcpy的时候会产生不确定的结果，这是因为在strcpy中是以‘\0’字符判断字符串是否结束的。

  • 试题3中if(strlen(str1) <= 10)应改为if(strlen(str1) < 10)，因为strlen的结果未统计‘\0’所占用的1个字节。

附录：
如何编写一个标准strcpy函数（10分标准）。

//将源字符串加const，表明其为输入参数，加2分
char * strcpy( char *strDest, const char *strSrc )
{
  //对源地址和目的地址加非0断言，加3分
　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );
　char *address = strDest;
　// 基本原理，2分
　while( (*strDest++ = * strSrc++) != ‘\0’ );
　  //为了实现链式操作，将目的地址返回，加3分
　　return address;
}

10分版的strlen函数。

int strlen( const char *str ) //输入参数const
{
　assert( strt != NULL ); //断言字符串地址非0
　int len;
　while( (*str++) != '\0' )
　{
　　len++;
　}
　return len;
}

4.找错题

试题4：

void GetMemory( char *p )
{
　p = (char *) malloc( 100 );
}

void Test( void )
{
　char *str = NULL;
　GetMemory( str );
　strcpy( str, "hello world" );
　printf( str );
}

试题5：

char *GetMemory( void )
{
　char p[] = "hello world";
　return p;
}

void Test( void )
{
　char *str = NULL;
　str = GetMemory();
　printf( str );
}

试题6：

void GetMemory( char **p, int num )
{
　*p = (char *) malloc( num );
}

void Test( void )
{
　char *str = NULL;
　GetMemory( &str, 100 );//应该加上是否申请成功
　strcpy( str, "hello" );
　printf( str );
}

试题7：

void Test( void )
{
　char *str = (char *) malloc( 100 );
　strcpy( str, "hello" );
　free( str );
　... //省略的其它语句
}

答：

  • 试题4传入中GetMemory( char *p )函数的形参为字符串指针，在函数内部修改形参并不能真正的改变传入形参的值，执行完GetMemory( str )函数后的str仍然为NULL；

  • 试题5的GetMemory函数中的p[]数组为函数内的局部自动变量，在函数返回后，内存已经被释放。

  • 试题6的GetMemory避免了试题4的问题，传入GetMemory的参数为字符串指针的指针，但是在GetMemory中执行申请内存及赋值语句*p = (char *) malloc( num )后未判断内存是否申请成功，应加上：
    if ( *p == NULL )
    {
    　...//进行申请内存失败处理
    }
    另外，Test函数中未对malloc的内存进行释放。

  • 试题7存在与试题6同样的问题，在执行char *str = (char *) malloc(100);后未进行内存是否申请成功的判断；另外，在free(str)后未置str为空，导致可能变成一个“野”指针，应加上：
    str = NULL;

附录：
看看下面的一段程序有什么错误：

swap( int* p1,int* p2 )
{
　int *p;
　*p = *p1;
　*p1 = *p2;
　*p2 = *p;
}
  • 在swap函数中，p是一个“野”指针，有可能指向系统区，导致程序运行的崩溃。在VC++中DEBUG运行时提示错误“Access Violation”。该程序应该改为：
swap( int* p1,int* p2 )
{
　int p;
　p = *p1;
　*p1 = *p2;
　*p2 = p;
}

5.以下为Windows NT下的32位C++程序，请计算sizeof的值。

void Func ( char str[100] )
{
　sizeof( str ) = ?
}

void *p = malloc( 100 );
sizeof ( p ) = ?

答：
sizeof( str ) = 4
sizeof ( p ) = 4

剖析：

  • Func ( char str[100] )函数中数组名作为函数形参时，在函数体内，数组名失去了本身的内涵，仅仅只是一个指针；在失去其内涵的同时，它还失去了其常量特性，可以作自增、自减等操作，可以被修改。

  • 数组名的本质如下：

  • （1）数组名指代一种数据结构，这种数据结构就是数组；
    例如：

char str[10];
cout << sizeof(str) << endl;
// 输出结果为10，str指代数据结构char[10]。
  • （2）数组名可以转换为指向其指代实体的指针，而且是一个指针常量，不能作自增、自减等操作，不能被修改；
char str[10];
str++; 
//编译出错，提示str不是左值　
  • （3）数组名作为函数形参时，沦为普通指针。
    Windows NT 32位平台下，指针的长度（占用内存的大小）为4字节，故sizeof( str ) 、sizeof ( p ) 都为4。

6.编写一个函数，作用是把一个char组成的字符串循环右移n个。

比如原来是“abcdefghi”如果n=2，移位后应该是“hiabcdefgh”。
函数头是这样的：
//pStr是指向以'\0'结尾的字符串的指针
//steps是要求移动的n

void LoopMove ( char * pStr, int steps )
{
　//请填充...
}

答：

// 正确解答1：
void LoopMove ( char *pStr, int steps )
{
　int n = strlen( pStr ) - steps;
　char tmp[MAX_LEN];
　strcpy ( tmp, pStr + n );
　strcpy ( tmp + steps, pStr);
　*( tmp + strlen ( pStr ) ) = '\0';
　strcpy( pStr, tmp );
}


// 正确解答2：
void LoopMove ( char *pStr, int steps )
{
　int n = strlen( pStr ) - steps;
　char tmp[MAX_LEN];
　memcpy( tmp, pStr + n, steps );
　memcpy(pStr + steps, pStr, n );
　memcpy(pStr, tmp, steps );
}

7.编写类String的构造函数、析构函数和赋值函数，已知类String的原型为：

class String
{
public:
    String(const char *str = NULL); // 普通构造函数
    String(const String &other); // 拷贝构造函数
    ~String(); // 析构函数
    String & operator = (const String &other); // 赋值函数
private:
    char *m_data; // 用于保存字符串
};

答：

//普通构造函数
String::String(const char *str)
{
    if (str == NULL)
    {
        if (m_data == NULL)
            m_data = new char[1]; // 得分点：对空字符串自动申请存放结束标志'\0'的空
            //加分点：对m_data加NULL 判断   
        *m_data = '\0';
    }
    else
    {
        int length = strlen(str);
        if (m_data == NULL)
            m_data = new char[length + 1]; // 若能加 NULL 判断则更好
        strcpy(m_data, str);
    }
}

// String的析构函数
String::~String()
{
    delete[] m_data; // 或delete m_data;
    m_data = NULL;
}

//拷贝构造函数
String::String(const String &other) // 得分点：输入参数为const型
{
    int length = strlen(other.m_data);
    if (m_data == NULL)
        m_data = new char[length + 1]; //加分点：对m_data加NULL 判断
    strcpy(m_data, other.m_data);
}

//赋值函数
String & String::operator = (const String &other) // 得分点：输入参数为const型
{
    if (this == &other) //得分点：检查自赋值
        return *this;
    delete[] m_data; //得分点：释放原有的内存资源
    int length = strlen(other.m_data);
    if (m_data == NULL)
        m_data = new char[length + 1]; //加分点：对m_data加NULL 判断
    strcpy(m_data, other.m_data);
    return *this; //得分点：返回本对象的引用
}

在这个类中包括了指针类成员变量m_data，当类中包括指针类成员变量时，一定要重载其拷贝构造函数、赋值函数和析构函数，这既是对C++程序员的基本要求，也是《Effective　C++》中特别强调的条款。

8.请写一个C函数，若处理器是Big_endian的，则返回0；若是Little_endian的，则返回1

答：

int checkCPU()
{
　{
　　union w
　　{
　　　int a;
　　　char b;
　　} c;
　　c.a = 1;
　　return (c.b == 1);
　}
}

剖析：嵌入式系统开发者应该对Little-endian和Big-endian模式非常了解。采用Little-endian模式的CPU对操作数的存放方式是从低字节到高字节， Big-endian 模式的CPU对操作数的存放方式是从高字节到低字节。在弄清楚这个之前要弄清楚这个问题：字节从左到右为从高到低! 假设从地址0x4000开始存放: 0x12345678,是个32位四个字节的数据，最高字节是0x12,最低字节是0x78：在Little-endian模式CPU内存中的存放方式为： (高字节在高地址, 低字节在低地址)

内存地址0x4000 0x4001 0x4002 0x4003

存放内容 0x78 0x56 0x34 0x12

大端机则相反。

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