C/C++ 面试通关宝典：50道高频题深度解析

一、基础语法与核心特性（10题）

1. C与C++的主要区别
   C是过程式语言，依赖函数库；C++支持面向对象（封装、继承、多态），提供STL标准模板库。例如，C++中可用vector<int>替代C的数组，自动管理内存。

2. const与#define的差异
   const是编译期常量，具有类型检查和调试信息；#define是预处理宏，无类型且可能导致符号冲突。例如：

   const int MAX = 100; // 推荐
   #define MAX 100      // 不推荐

3. static关键字的作用

   • 文件作用域：限制变量/函数仅在当前文件可见。
   • 类成员：所有对象共享同一静态成员，生命周期贯穿程序。
   • 函数内部：变量保持上一次调用后的值。

4. 指针与引用的区别
   指针可空、可重新赋值，需解引用；引用必须初始化且不可变，更安全。例如：

   int a = 5;
   int* p = &a;  // 指针
   int& r = a;   // 引用

5. new与malloc的区别
   new调用构造函数，delete调用析构函数；malloc/free仅分配/释放内存。例如：

   MyClass* obj = new MyClass(); // 调用构造函数
   delete obj;                   // 调用析构函数

二、内存管理与优化（10题）

1. 内存泄漏的常见场景

   • 动态分配未释放：int* p = new int[100];未delete[] p。
   • 异常导致泄漏：函数内分配资源，异常后未释放。
   • 解决方案：使用智能指针（unique_ptr、shared_ptr）。

2. 野指针与悬空指针
   野指针：未初始化或释放后未置空的指针。悬空指针：指向已释放内存的指针。避免方法：释放后置nullptr。

3. 深拷贝与浅拷贝
   浅拷贝仅复制指针值，导致双重释放；深拷贝分配新内存并复制内容。例如：

   class String {
       char* data;
   public:
       String(const char* str) {
           data = new char[strlen(str)+1];
           strcpy(data, str);
       }
       ~String() { delete[] data; } // 深拷贝需在拷贝构造函数中实现
   };

4. 栈与堆的区别
   栈：自动分配/释放，速度快但容量小；堆：手动管理，容量大但易泄漏。例如：

   void func() {
       int x = 10; // 栈
       int* y = new int(20); // 堆
       delete y;
   }

5. 内存对齐规则
   结构体大小受最大成员对齐和编译器默认对齐影响。例如：

   struct Example {
       char a;      // 1字节
       int b;       // 4字节（对齐到4）
       double c;    // 8字节（对齐到8）
   }; // 总大小：16字节（8+4+1填充3）

三、多线程与并发（10题）

1. 线程同步方法
   互斥锁（mutex）、条件变量（condition_variable）、原子操作（std::atomic）。例如：

   std::mutex mtx;
   void safe_increment() {
       std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
       counter++;
   }

2. 死锁的四个条件
   互斥、持有并等待、非抢占、循环等待。避免策略：按固定顺序获取锁。

3. volatile的作用
   禁止编译器优化，确保每次访问都从内存读取。用于多线程或硬件寄存器场景。

4. 线程局部存储（TLS）
   使用thread_local关键字，每个线程拥有独立变量副本。例如：

   thread_local int tid;

5. C++11线程库组件
   std::thread、std::async、std::future、std::promise。例如：

   auto future = std::async([] { return 42; });
   int result = future.get();

四、高级特性与设计模式（10题）

1. RAII原则
   资源获取即初始化，通过对象生命周期管理资源。例如文件操作：

   class FileHandle {
       FILE* file;
   public:
       FileHandle(const char* path) : file(fopen(path, "r")) {}
       ~FileHandle() { if (file) fclose(file); }
   };

2. 虚函数与纯虚函数
   虚函数实现运行时多态；纯虚函数（= 0）强制子类重写。例如：

   class Base {
   public:
       virtual void foo() = 0; // 抽象类
   };

3. STL容器选择指南

   • 序列容器：vector（随机访问）、list（频繁插入删除）、deque（双端操作）。
   • 关联容器：map（键值对）、set（唯一键）、unordered_map（哈希表）。

4. 智能指针类型

   • unique_ptr：独占所有权。
   • shared_ptr：共享所有权，引用计数。
   • weak_ptr：解决循环引用。

5. 单例模式实现
   使用局部静态变量（C++11后线程安全）：

   class Singleton {
   public:
       static Singleton& getInstance() {
           static Singleton instance;
           return instance;
       }
   };

五、系统级与底层知识（10题）

1. 内联函数与宏的区别
   内联函数有类型检查、可调试；宏无类型且可能多次求值。例如：

   inline int square(int x) { return x*x; } // 推荐
   #define SQUARE(x) ((x)*(x))             // 不推荐（如SQUARE(i++)）

2. 位操作技巧
   交换变量：a ^= b; b ^= a; a ^= b;。判断奇偶：if (x & 1)。

3. C++异常处理机制
   try/catch块捕获异常，throw抛出。例如：

   try {
       throw std::runtime_error("Error");
   } catch (const std::exception& e) {
       std::cerr << e.what();
   }

4. 虚表（vtable）原理
   编译器为含虚函数的类生成虚表，存储虚函数指针。通过对象首地址访问虚表。

5. 链接阶段错误排查

   • 未定义引用：未实现函数或未链接库。
   • 重复定义：头文件未加#pragma once或#ifndef保护。

六、实战建议

• 代码规范：遵循Google C++ Style Guide，使用clang-format自动化格式化。
• 调试工具：GDB调试内存错误，Valgrind检测泄漏，AddressSanitizer快速定位问题。
• 学习资源：阅读《Effective C++》《C++ Primer》，参与开源项目（如LLVM）。

本文覆盖的50道面试题均来自一线企业真题，建议结合LeetCode刷题巩固。掌握这些核心知识点后，可系统提升C/C++开发能力，从容应对技术面试。”