随着知识点越来越多，记忆难免会混乱、遗忘，一个好的知识点总结能有效帮助回忆。

C语言

1.数组和指针

• 数组指针
• 指针数组
• 函数指针
• const和指针
• sizeof和指针和数组
• strlen和字符数组
• void* 指针：
  • 隐式转换抹去实例类型信息，强制转换变为其他类型。
  • 由于无类型信息，不可解引用（取内容），地址无法自增。
  • NULL，是宏，是强制转换的(void*)0指针（C++改为了0，避免了重载识别为int类型）

2.库函数的模拟实现

• memcpy(void,const void,size):提供拷贝任何数组形式的内存的。
  • const作用是防止源字符串被修改
  • 判空，转换成char，循环赋值。
• memmove(void,const void，size)：相比cpy，新增了内存重叠的判定。
  • 先判空（assert），用ret指向dst（dst后面要自增发生变化）。
  • 防止指向同字符串不同位置（dst地址<=src或者强制转换到char*后，dst>=src+len）。
  • 如果不重叠，则从低地址开始复制（强制转换到char，dst自增，src自增）
  • 如果重叠，就从高地址开始倒过来赋值（类似于合并数组）
  • 返回ret。
• strstr（const char，const char）：是否是子串，是的话返回开始的首地址，否则返回NULL
  • str2是否为NULL？是的话直接返回str1地址
  • 双重while循环遍历，第二重循环遍历子串为空（遍历完了）时直接返回首地址。
• strcpy/strlen/strcmp 出现相对少，上面三个要求轻松手撕

3.数据存储

• 基本类型大小，循环越界与死循环问题。
• 整型存储规则，原（符号位正负？）反（负数规则）补（区分0）。IEEE浮点数（考的少）
• 大小端及如何判断（考的很多）：存在原因？代码判断（强转或联合体）？端序转换（位）？
• 类型提升和截断：截断因素（类型和大端小端），补位规则（补0和符号）

4.编译链接

• 预编译--宏（考察很多，轻松实现宏函数）
• 预编译、编译、汇编、链接的过程

C++

1.⭐⭐⭐面向对象基本概念

封装概念

• 数据，方法以及对外提供接口。
• private，protected，public级别。同类对象无权限隔离，可以访问private。

继承概念

• （继承中）隐藏特点？隐藏后调用基类？
• 公共继承、私有继承：权限问题？转换会发生什么？。

⭐⭐⭐多态

概念

静态多态

• 重载定义？特点? 函数签名（别忘了命名空间了）？
• 模版泛型？特化，偏特化。为什么放.h?\
• （好玩的）lambda模版参数包展开c++17(结合ECS拷贝组件使用)
• 调用虚函数的静态绑定？

虚函数virtual

• 继承构造出多态的两个条件？this的隐式多态？ 虚函数重写条件？两个例外（协变和析构）？
• 析构为什么需要虚函数？什么是指针的切割？
• 接口继承，实现重写?override和final的作用？
• 虚表指针vptr：数量，大小，产生时机，类型
• 虚表vtbl：和类对应的关系，数量，位置，存储内容（RTTI，函数指针），虚函数存放(重写和未重写？)？数组最后？

• 纯虚函数？抽象类？有啥不同？= 0

• 构造和析构中调用虚函数调用情况：存储角度、实用角度，调用后的情况

• 虚函数的静态绑定机制
• 虚函数能否内联：编译时（理论，实践），运行时（加final？）。
• 派生类为什么不能调用基类？

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虚继承

这是一个和虚函数无关概念，这玩意儿为啥要问啊，又复杂又没有意义，难评。 - 问题提出：内存浪费、二义性 - 实现：虚基类指针vbptr（每个子类一个，总在虚表指针之后），虚基表（通过虚表偏移地址找到） - 内存：多份父类->仅存在一份 - 虚基表结构：存储偏移值，固定两条偏移量 - 第一条：存储虚基表到该类首地址的偏移(根据vptr，0或-4) - 第二条：到基类的偏移量 - 虚继承的虚表指针机制：虚继承的派生类，如果定义了新的虚函数，则编译器为其生成一个虚函数指针（vptr）以及一张虚函数表。

• 虚继承菱形继承内存分析：
  • 爷爷类A（vptr，A内存）
  • 父类B（B-vptr、B-vbptr、B/ 0 / A-vptr内存 ）、C
  • 子类D都有虚函数的情况下
    • B-vptr，B-vbptr，B内存
    • C-vptr，B-vbptr，B内存
    • D内存
    • 0x0000000 4字节
    • A-vptr，A内存。 最多3个vptr，2个vbptr

      注意：爷爷内存中间会以4个字节的0x00000000相隔。

• 虚继承虚表分析：
  • 如果有虚函数，所有基类都有单独的虚函数和虚表，
  • 最派生D：不需要虚指针和虚表了，直接优化到第一个派生类虚表里去。
• 普通菱形继承：
  • 子类内存（B-vptr，A，B/ C-vptr，A，C / D）
  • 虚表结构（多继承：如果D有定义新的虚函数，加在第一个父类虚表后面）

2.⭐⭐⭐ 智能指针

【C++】详谈C++智能指针的前世今生-CSDN博客这篇文章讲的不错

• 深拷贝、浅拷贝、野指针、悬空指针、RAII设计思想
• 创造的原因：RAII->auto_ptr(多次析构、copy+NULL)->boost(scoped_ptr那三个)->C11(正式引入，标准废除autoptr)->C14（控制块）->C17（移除auto_ptr）
• 智能指针共性：RAII、operator*和operator->
• unique：
  • 删除拷贝赋值、删除拷贝构造。

• sharedptr：

  • 两个指针：一个资源，一个控制块
  • 控制块内容：强引用计数、弱引用计数、其他数据（删除器、分配器等）
  • 工厂函数make_shared和(new)构建：过程、不适合的情况有哪些？
    • new过程：new Widget构建对象，再运行std::sharedptr构造函数出控制块，再连接。
    • make函数原理：完美转发到所要创建的对象的构造函数，从new产生的原始指针构造出对象，直接构造出一块。生成的对象更小更快
    • make异常安全：new第一次单独构造时可能会出现内存泄漏。
    • 仿照make_pair,一个是构建资源后拷贝，一个是直接分配内存块在里面new 那块资源。（资源是否分散两次构建的问题）
    • make_shared不能使用定制删除器，比如--数组new【】、lock
    • Initialize_list不用make，因为可能无法完美转发参数，而是InitializeList类型
    • sharedptr不适合：1.自定义内存管理。2.存在weak且生命周期过长。
  • 线程安全：原子自增自减（加锁）。同时修改等问题（外部加锁）
  • 循环引用问题（小tip，为什么不能弱循环引用）
  • 拷贝赋值怎么做的？自检、旧控制块释放（包含自减）、swap、新控制块计数增加。
  • 释放过程怎么做的：自减，为0删除指针、计数
  • 构造、拷贝构造、拷贝赋值，引用块自增。
  • 析构，引用块自减。
  • 弱引用计数有啥用？延长生命周期。share拷贝weak不会+，weak拷贝weak、shared才会加+。
  • 定制删除器：存在del的参数，底层是函数包装器function，支持仿函数、lambda、函数指针操作。
    • boost本来有智能指针数组的，不过c11没加，所以提供了这个
    • 方便实现delete【】。

• （超进阶）代码实现（尽量能讲STL源码）：线程安全保障，

• shared_ptr循环引用解决：weak，手动释放指针打破，鸵鸟策略。
• weak_ptr单独使用：另一引用被销毁时，weak_ptr自动失效，避免野指针。
• shared_ptr线程安全问题：
• （进阶）unique_ptr实现，shared_ptr 实现
• （补充）一个引擎如何将智能指针改成自己的指针：别名功能，符号重构
• 智能指针内存泄漏场景

3.⭐⭐⭐ new/delete、malloc/free，STL二级分配

malloc和free是库函数，需要头文件支持 - malloc：可用内存块（结构体：可用标识+size+前一块大小+空闲链表指针）与空闲链表。遍历链表找不到则请求延时，整理内存片段合并。内存分配成果返回==void*，失败返回NULL - 小内存brk(小于等于128kb),大内存直接mmap映射独立内存页。剩下的部分切成新空闲块加入链表。 - free：通过当前指针参数-内存块结构体大小获取内存块指针，设置为可用并释放size大小的内存。 new和delete是C++关键字，是操作运算符，支持operator重载实现： - new运算符： 1.operator new：（可单独拿出来使用，不）自动计算内存，调用malloc，失败返回bad_alloc（）异常,成功则严格的返回指针==void* 2.调用构造函数：获取内存指针，通过placement new机制调用构造函数 - nothrow new：不返回badalloc异常，而是nullptr - delete的过程：调用析构，operator delete调用free()删除对应的指针 - new[]：会多分配8的内存，记录数组长度n - delete[]:根据记录的n值，逐个调用析构。误用delete会造成内存泄漏

• 什么时候使用delete this？主动释放资源，完成某个特定任务后销毁自身，异步回调
  • 注意：必须在堆上分配、必须是最后操作、避免析构调用、确保该对象不会再被访问
• 成员函数delete this的后果？

STL的两级分配器：小于128B内存池(链表管理)技术，大于128Bmalloc()。 C++的内存池技术：优化内存碎片问题，针对小对象，申请一定数量内存块（通常8B），构成链表。申请后改内存块从空闲链表去除。

4.⭐⭐⭐ STL数据结构

六大特性

• 迭代器：解引用，前进后退，判等
• 容器：下面的都是
• 算法：copy，sort等
• 仿函数
• 适配器
• 空间配置器（分配器：小内存池批量分配、内存复用，POD免除构造、局部性优化

迭代器

• 各容器迭代器的差别：前后向，单向，双向，随机访问
• 取值，递增递减，判相等。

空间配置器

• 内存分配与释放​​封装底层内存操作（如malloc/new）
• SGI-STL二级分配器内存池优化：减少内存碎片​​针对频繁的小块内存请求
  • 一级空间配置器（大块内存）,内存不足分配失败bad_alloc
  • 二级基于内存池（<128b）,维护 ​​16 个自由链表（free lists）​​，分别管理 8B、16B、24B……128B 的内存块。用户申请内存时，将大小对齐至 8B 倍数，并从对应链表中分配
• 对象构造与析构分离​​通过 construct()和 destroy()方法在已分配内存上构造对象或析构对象（如使用 placement new）

顺序容器

Vector

• 随机迭代器：T*改造
• push_back
• emplaca_back:万能引用，完美转发，容器数据获取，迭代器判断，扩容判断，内部断言判断，编译期条件分支选择（无异常且默认构造，扩展区域内存保护并使用自定义构造），分配内存，传入指针和对象进行构造，迭代器失效，设置模版类型的返回值，迭代器移动，返回返回值。
• vector扩容reserve：重新分配内存，顺序拷贝

list、forward_list

• 迭代器为Node指针，需要重载：

deque

array

关联式容器（键值）

map和set-- 红黑树

• AVL树：LL、RR、LR、RL。
• 红黑树性质：
  • 根节点必为黑色
  • 叶子节点一定是黑色的NULL
  • 任一路径不能有两个连续的红色（所以一条路径最多是另一条路径的两倍）
  • 任何节点出发，下至路径节点的黑色节点数目相同
• 插入情况
  • 情况1：空树，插入红节点直接变黑节点
  • 情况2：父节点为黑节点，直接插入，为红节点
  • 情况3：新节点父节点为红色，并且叔叔节点为红色，祖父必为红。那么红节点上移，父亲和叔叔变黑，祖父变黑。这时候祖父的父亲和祖父可能会形成连续红节点，进入情况4。
  • 情况4：LR，父节点是红色，叔叔节点是黑色。若新的节点在父节点右边且父节点为祖父节点左边，则左旋，进入情况5。（反之右旋）
  • 情况5：LL，父节点是红色，叔叔节点是黑色。新节点在父节点左边且父节点为祖父节点左边，则父节点变黑色祖父节点变红，以祖父节点进行右旋。

unordered_map和set 哈希表

容器适配器

stack 、queue

priority_queue

5.⭐⭐左值右值，移动构造，万能引用，完美转发

• 左值：类型--引用，右值引用。形参永远是左值
• 右值：值类别--（无地址）纯右值，（无持久地址）将亡值（区分一下右值引用）
• 右值类型有：
  • 除字符串外的字面量：42,3.14,字符‘A’,true
  • 运算表达式的结果：a+b,(a > b), a&b
  • 返回非引用类型时生成的临时对象:int func() { return 10; },int result = func();
  • Lambda表达式本身
  • 后缀自增，自减：int j = i++; 本身返回的操作前的值是左值。
  • 取地址操作符的结果：int* ptr = &a;
  • 显式转换（如 static_cast<double>(x)）生成临时值。
  • 访问对象成员时，若对象本身是纯右值，则结果也是纯右值。：int coord = getPoint().x; // getPoint()是纯右值，.x的结果是纯右值
• move不移动（而是转换），完美转发不完美
• std::move:本身不移动（也不保证转换对象能移动），源码中，move接受通用引用。只有静态强制转换为右值引用类型返回，但实际上是将亡值。实际内存操作在移动拷贝和移动赋值中实现
  • move一定会转换成右值引用吗？并不，如果对应函数没有相关移动构造，如果有相关拷贝，会提供拷贝构造（比如想把const string& 传到string&&）
    • 尽量别把需要移动构造的类型设置为const
• 万能引用（通用引用）：模板T&&和auto&&。即便是一个const，也会令其失效
  • T&&就一定是了？也不一定，比如push_back(T&&)，其需要先定义vector，此时T已经被定性为具体类型，变成push_back(Widget&&)
• 万能引用重载问题：精确匹配:正常函数（特化）>精确匹配：模版实例化（万能引用）大于类型提升。
  • 根源：万能引用能转换比想象的多的参数，引发函数错误。
  • 解决方法：放弃重载，传递const T&即左值，传值，tag_dipatch（类型判定），enableif（约束模版，判断const、volatile，base或者移除引用）
• 引用折叠：模版、auto、typedef的情况，但即便折叠成右值引用TYPE&&在表达式内也是左值，需要forward协助转发。因为具名的右值引用将被视作左值，注意区分move的右值引用。
• 移动不一定完全高效，需要假定移动操作不存在，成本高，未被使用，除非实现了移动语义。
• 完美转发失败：
  • 模板类型推导失败或者推导出错误类型，完美转发会失败
  • 导致完美转发失败的实参种类有花括号初始化，作为空指针的0或者NULL，仅有声明的整型static const数据成员，模板和重载函数的名字，位域。

6.⭐⭐类型转换

string、char,char{}类型万物互转 隐式转换条件：值类型-低精度转高精度，有符号无符号混合转无符号，赋值表达式，传参和返回值 非基本类型：NULL转任意，任意转void，void转任意 指针/引用: 1.派生转基类（不改变const或volatile属性）2.非常量转为常量 3.类的隐式转换：单参数构造函数创建，Initialize_list多参数构造函数创建。类型转换运算符自定义。 显式转换条件： - C语言强制转换：掩盖错误 - const：不能去除变量的常量性，只能去除指针或引用的。移除const和volatile - 使用mutable也许会更安全 - static：静态转换（编译期确定），基本的转换工作。不然一般编译期会给警告精度损失。 - 适用范围：基本数据类型、向上转型、自定义转型、void 互转，枚举和整型。 - 可能会调整地址，比如多继承向上转型。 - 错误用法: - 不相干类型（无继承或自定义转换规则），指针和引用无法转换。 - 向下转型 - 无法移除const和volatile。 - 禁止值类型和指针之间的互转 - dynamic： - 根据RTTI，进行向上，向下（更加的安全），横向（指针偏移）的转换。也可以把类转void。 - 必须有虚函数。 - 转换错误情况： - 基类无虚函数，目标类型非指针或引用，直接编译时报错 - 若实际指针类型转换不兼容，返回nullptr，需显示检查指针有效性 - 若实际引用类型转换不兼容，抛出 std::bad_cast 异常，异常捕获吧 - 转换失败原因：1.无继承 2.多态缺失（基类无虚函数）3.构造/析构阶段 - reinterpret：底层二进制的直接转换： - 一般用在类型指针和引用互转、整数间互转。 - 不能移除const*

模版指针任意转换：使用一个T* As()函数，可以实现指针的任意转换。

7.⭐函数调用过程

堆栈，

8.拷贝构造、移动构造、拷贝赋值、移动赋值代码实现

9.⭐Lambda和仿函数

• 底层实现？仿函数是什么？
• 值引用、引用，auto&&推导

• 捕获、闭包概念

• 类型：引用捕获，按值捕获，

• 避免默认捕获模式（引用）导致悬空问题
• 坑：捕获只能应用于_lambda_被创建时所在作用域里的non-static局部变量（包括形参）
  • 成员变量不能捕获，因为暗含this指针。捕获的是this，不过可以按this->的方式去调用成员变量。
  • 可以做一个成员变量的拷贝再进行按值捕获
• C14可以做初始化捕获和移动捕获：
• C++14 泛型【auto&&】lambda：

10.C11 function<>和std::bind和元组std::tuple

• function函数包装器：传入返回值和形参
• bind::目标函数，变量，占位符

11.⭐⭐内联函数和宏

都可以实现替换的目的 - 引用库#include - 宏定义 # define X Y - 条件编译 inline函数失效 - 代码体积过大（十行） - 递归函数 - 复杂控制流 - 虚函数 - 含指针或引用调用 - 动态库（地址无法确定） 为什么尽量以const、enum、inline替代宏：记号表追踪问题、作用域、取地址问题，函数检查和难以预料的行为。

12.C++ string⭐⭐

• 手写string
• 早期g++：COW写时拷贝，读时拷贝，线程安全，优点（读得快）。堆结构：引用计数+字符串内存
• vs实现string：union的16位小内存先存字符串值，超过16则转换为开辟堆内存。
  • size_t存长度，size_t存堆容量，还有个指针做其他的

11.⭐⭐static和全局变量和extern'C'和全局静态。

• 全局(+static)静态和全局变量区别：作用域为单个文件
• 函数默认为extern，加了static就不能被外部访问了。头文件不要用
• static不需要初始化，默认为0值。使用时才会分配到内存。
• extern‘C’:使代码按照C语言方式编译，主要是为了区分C++的重载底层函数命名。
  • 可以结合动态链接，和C#（Unity）进行相互调用。
• 全局静态变量
  • cpp定义全局变量，.h文件extern一下，其他想用只需要引用这个有文件
  • 定义一个静态变量，提供get和set函数
  • 提供一个类的静态成员变量，直接通过类获得。

12.⭐⭐内存分配和二进制问题

• 结构体的大小，union的大小，类的大小，空类大小。
• enum和enumClass（C11）
• 内存对齐的意义
• 无符号整数溢出导致的死循环
• 栈溢出的原因：递归、还有什么？

13.⭐const

• const作用于函数：
• 常量指针和指针常量
• 修改方式
• constexpr常量表达式

14.⭐⭐指针和引用区别

指针传递：本质是值传递，传递的是地址值的副本，可以多级。 引用：本质为指针常量， - 必须初始化绑定 - 不能更改绑定，对外没有内存地址 - 不能多级。 - 返回值？和值传递的区别？（对象生命周期问题） - 传参相比值传递如何？

15.内存大小、内存对齐、sizeof原理

• int类型、long、指针
• 对齐方式
• sizeof原理：编译期计算。

15.⭐内存泄漏的定位

16.C++普通函数与成员函数区别

普通函数： - 作用域为全局或命名空间，类外定义，访问全局变量或传入参数。 - 无封装性。不依赖对象，独立存在于代码区。无法继承，不支持多态（但可以重载） 成员函数： - 作用域为类，类内定义，类外需要作用域解析符(::)。可访问所有类成员，调用隐含this指针。 - 支持封装，通过对象(.)或对象指针(->)调用(除了静态成员函数)。支持继承多态与重载。 - 代码区仅一份副本，默认内联。

17.auto和decltype

auto原理：即泛型推导 auto失效场景： - 代理对象：如vector<bool>::reference的位特化实现 - 初始化列表歧义 - 依赖上下文类型 T::iterator - 类型退化：数组指针，函数指针 - cosnt和volatie丢失 - 避免返回局部引用->显示返回类型

18.⭐STL sort实现

• 默认快速排序
• 数据量过小：插入排序
• 避免递归深度过深，堆排序
• 能对哪些容器进行排序？

19. emplace_back设计思想

20.友元函数，友元类

21.Constexpr 编译期常量

• 替代#define和const，具备类型安全和作用域
• 强制编译期计算，避免运行时开销，传参到函数直接获得答案替换成常量。（支持模版元编程简化逻辑，允许编译期构造）
• C11单行，C14局部变量与循环，C17编译条件分支，C20允许虚函数和动态类型分配。
• 默认的隐式inline，可以但没必要一起写，关注编译期。inline关注运行时。

23.volatile是什么？

类型修饰符，告诉编译期每次必须取地址，防止一些过度的优化（如循环直接把之前的值拿过来用）导致的问题。

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