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目录


C/C++

  • 封装
  • 继承
  • 多态
  • 虚函数
  • 内存分配和管理
  • extern"C"
  • const作用
  • 什么是面向对象(OOP)
  • new、malloc、alloca的区别
  • 运行时类型识别(RTTI)
  • 友元类和友元函数
  • struct和class的区别

STL

数据结构

顺序结构

顺序栈(Sequence Stack)

typedef struct {
	ElemType *elem;
	int top;
	int size;
	int increment;
} SqSrack;

队列(Sequence Queue)

typedef struct {
	ElemType * elem;
	int front;
	int rear;
	int maxSize;
}SqQueue;
非循环队列

SqQueue.rear++

循环队列

SqQueue.rear = (SqQueue.rear + 1) % SqQueue.maxSize

顺序表(Sequence List)

typedef struct {
	ElemType *elem;
	int length;
	int size;
	int increment;
} SqList;

链式结构

typedef struct LNode {
    ElemType data;
    struct LNode *next;
} LNode, *LinkList; 

链队列(Link Queue)

线性表的链式表示

单链表(Link List)

双向链表(Du-Link-List)

循环链表(Cir-Link-List)

哈希表

概念

哈希函数:H(key): K -> D , key ∈ K

构造方法

  • 直接定址法
  • 除留余数法
  • 数字分析法
  • 折叠法
  • 平方取中法

冲突处理方法

  • 链地址法:key相同的用单链表链接
  • 开放定址法
    • 线性探测法:key相同 -> 放到key的下一个位置,Hi = (H(key) + i) % m
    • 二次探测法:key相同 -> 放到 Di = 1^2, -1^2, ..., ±(k)^2,(k<=m/2)
    • 随机探测法:H = (H(key) + 伪随机数) % m

线性探测的哈希表数据结构

typedef char KeyType;

typedef struct {
	KeyType key;
}RcdType;

typedef struct {
	RcdType *rcd;
	int size;
	int count;
	bool *tag;
}HashTable;

递归

二叉树

三叉树

森林

算法

排序

查找

Problems

Single Problem

Leetcode Problems

Array

操作系统

  • 进程间的通信方式(管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量、套接字、文件)

计算机网络

  • TCP/IP
  • TCP协议
  • TCP三次握手
  • TCP和UDP的区别
  • socket套接字
  • HTTP返回码

HTTP

runoob . HTTP教程

HTTP 请求方法

  • GET:请求指定的页面信息,并返回实体主体
  • HEAD:类似于get请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头
  • POST:向指定资源提交数据进行处理请求(例如提交表单或者上传文件)。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
  • PUT:从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
  • DELETE:请求服务器删除指定的页面
  • CONNECT:HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器
  • OPTIONS:允许客户端查看服务器的性能
  • TRACE:回显服务器收到的请求,主要用于测试或诊断

HTTP 状态码

  • 200 OK: 请求成功
  • 301 Moved Permanently: 永久移动。请求的资源已被永久的移动到新URI,返回信息会包括新的URI,浏览器会自动定向到新URI。今后任何新的请求都应使用新的URI代替
  • 400 Bad Request: 客户端请求的语法错误,服务器无法理解
  • 401 Unauthorized: 请求要求用户的身份认证
  • 403 Forbidden: 服务器理解请求客户端的请求,但是拒绝执行此请求
  • 404 Not Found: 服务器无法根据客户端的请求找到资源(网页)。通过此代码,网站设计人员可设置"您所请求的资源无法找到"的个性页面
  • 408 Request Timeout: 服务器等待客户端发送的请求时间过长,超时
  • 500 Internal Server Error: 服务器内部错误,无法完成请求
  • 503 Service Unavailable: 由于超载或系统维护,服务器暂时的无法处理客户端的请求。延时的长度可包含在服务器的Retry-After头信息中
  • 504 Gateway Timeout: 充当网关或代理的服务器,未及时从远端服务器获取请求

数据库

设计模式

网络编程

链接装载库

内存、栈、堆

一般应用程序内存空间有如下区域:

  • 栈:由操作系统自动分配释放,存放函数的参数值、局部变量等的值,用于维护函数调用的上下文
  • 堆:一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收,用来容纳应用程序动态分配的内存区域
  • 可执行文件映像:存储着可执行文件在内存中的映像,由装载器装载是将可执行文件的内存读取或映射到这里
  • 保留区:保留区并不是一个单一的内存区域,而是对内存中受到保护而禁止访问的内存区域的总称,如通常C语言讲无效指针赋值为0(NULL),因此0地址正常情况下不可能有效的访问数据

栈保存了一个函数调用所需要的维护信息,常被称为堆栈帧(Stack Frame)或活动记录(Activate Record),一般包含以下几方面:

  • 函数的返回地址和参数
  • 临时变量:包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量
  • 保存上下文:包括函数调用前后需要保持不变的寄存器

堆分配算法:

  • 空闲链表(Free List)
  • 位图(Bitmap)
  • 对象池

“段错误(segment fault)” 或 “非法操作,该内存地址不能read/write”

典型的非法指针解引用造成的错误。当指针指向一个不允许读写的内存地址,而程序却试图利用指针来读或写该地址时,会出现这个错误。

普遍原因:

  • 将指针初始化位NULL,之后没有给它一个合理的值就开始使用指针
  • 没用初始化栈中的指针,指针的值一般会是随机数,之后就直接开始使用指针

编译链接

编译链接过程

  1. 预编译(预编译器处理如#include#define等预编译指令,生成.i.ii文件)
  2. 编译(编译器进行词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成、优化,生成.s文件)
  3. 汇编(汇编器把汇编码翻译成机器码,生成.o文件)
  4. 链接(连接器进行地址和空间分配、符号决议、重定位,生成.out文件)

现在版本GCC把预编译和编译合成一步,预编译编译程序cc1、汇编器as、连接器ld

MSVC编译环境,编译器cl、连接器link、可执行文件查看器dumpbin

目标文件

编译器编译源代码后生成的文件叫做目标文件。目标文件从结构上讲,它是已经编译后的可执行文件格式,只是还没有经过链接的过程,其中可能有些符号或有些地址还没有被调整。

可执行文件(Windows的.exe和Linux的ELF)、动态链接库(Windows的.dll和Linux的.so)、静态链接库(Windows的.lib和Linux的.a)都是按照可执行文件格式存储(Windows按照PE-COFF,Linux按照ELF)

目标文件格式
  • Windows的PE(Portable Executable),或称为PE-COFF,.obj格式
  • Linux的ELF(Executable Linkable Format),.o格式
  • Intel/Microsoft的OMF(Object Module Format)
  • Unix的a.out格式
  • MS-DOS的.COM格式

PE和ELF都是COFF(Common File Format)的变种

目标文件存储结构
功能
File Header 文件头,描述整个文件的文件属性(包括文件是否可执行、是静态链接或动态连接及入口地址、目标硬件、目标操作系统等)
.text section 代码段,执行语句编译成的机器代码
.data section 数据段,已初始化的全局变量和局部静态变量
.bss section BBS段(Block Started by Symbol),未初始化的全局变量和局部静态变量(因为默认值为0,所以只是在此预留位置,不占空间)
.rodate section 只读数据段,存放只读数据,一般是程序里面的只读变量(如const修饰的变量)和字符串常量
.comment section 注释信息段,存放编译器版本信息
.note.GNU-stack section 堆栈提示段

其他段略

链接的接口————符号

在链接中,目标文件之间相互拼合实际上是目标文件之间对地址的引用,即对函数和变量的地址的引用。我们将函数和变量统称为符号(Symbol),函数名或变量名就是符号名(Symbol Name)。

如下符号表(Symbol Table):

Symbol(符号名) Symbol Value (地址)
main 0x100
Add 0x123
... ...

extern "C"

extern "C" 的作用是让C++编译器将 extern "C" 声明的代码当作C语言代码处理,可以避免C++因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void *memset(void *, int, size_t);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

Linux的共享库(Shared Library)

Linux下的共享库就是普通的ELF共享对象。

共享库版本更新应该保证二进制接口ABI(Application Binary Interface)的兼容

命名

libname.so.x.y.z

  • x:主版本号,不同主版本号的库之间不兼容,需要重新编译
  • y:次版本号,高版本号向后兼容低版本号
  • z:发布版本号,不对接口进行更改,完全兼容

路径

大部分包括Linux在内的开源系统遵循FHS(File Hierarchy Standard)的标准,这标准规定了系统文件如何存放,包括各个目录结构、组织和作用。

  • /lib:存放系统最关键和最基础的共享库,如动态链接器、C语言运行库、数学库等
  • /usr/lib:存放非系统运行时所需要的关键性的库,主要是开发库
  • /usr/local/lib:存放跟操作系统本身并不十分相关的库,主要是一些第三方应用程序的库

动态链接器会在/lib/usr/lib和由/etc/ld.so.conf配置文件指定的,目录中查找共享库

环境变量

  • LD_LIBRARY_PATH:临时改变某个应用程序的共享库查找路径,而不会影响其他应用程序
  • LD_PRELOAD:指定预先装载的一些共享库甚至是目标文件
  • LD_DEBUG:打开动态链接器的调试功能

Windows的动态链接库(Dynamic-Link Library)

DLL头文件

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#ifdef _WIN32
#  ifdef MODULE_API_EXPORTS
#    define MODULE_API __declspec(dllexport)
#  else
#    define MODULE_API __declspec(dllimport)
#  endif
#else
#  define MODULE_API
#endif

MODULE_API int module_init();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

DLL源文件

#define MODULE_API_EXPORTS
#include "module.h"

MODULE_API int module_init()
{
    /* do something useful */
    return 0;
}

运行库(Runtime Library)

典型程序运行步骤

  1. 操作系统创建进程,把控制权交给程序的入口(往往是运行库中的某个入口函数)
  2. 入口函数对运行库和程序运行环境进行初始化(包括堆、I/O、线程、全局变量构造等等)。
  3. 入口函数初始化后,调用main函数,正式开始执行程序主体部分。
  4. main函数执行完毕后,返回到入口函数进行清理工作(包括全局变量析构、堆销毁、关闭I/O等),然后进行系统调用结束进程。

一个程序的I/O指代程序与外界的交互,包括文件、管程、网络、命令行、信号等。更广义地讲,I/O指代操作系统理解为“文件”的事物。

glibc 入口

_start -> __libc_start_main -> exit -> _exit

其中main(argc, argv, __environ)函数在__libc_start_main里执行。

MSVC CRT 入口

int mainCRTStartup(void)

执行如下操作:

  1. 初始化和OS版本有关的全局变量。
  2. 初始化堆。
  3. 初始化I/O。
  4. 获取命令行参数和环境变量。
  5. 初始化C库的一些数据。
  6. 调用main并记录返回值。
  7. 检查错误并将main的返回值返回。

C语言运行库(CRT)

大致包含如下功能:

  • 启动与退出:包括入口函数及入口函数所依赖的其他函数等。
  • 标准函数:有C语言标准规定的C语言标准库所拥有的函数实现。
  • I/O:I/O功能的封装和实现。
  • 堆:堆的封装和实现。
  • 语言实现:语言中一些特殊功能的实现。
  • 调试:实现调试功能的代码。

C语言标准库(ANSI C)

包含:

  • 标准输入输出(stdio.h)
  • 文件操作(stdio.h)
  • 字符操作(ctype.h)
  • 字符串操作(string.h)
  • 数学函数(math.h)
  • 资源管理(stdlib.h)
  • 格式转换(stdlib.h)
  • 时间/日期(time.h)
  • 断言(assert.h)
  • 各种类型上的常数(limits.h & float.h)
  • 变长参数(stdarg.h)
  • 非局部跳转(setjmp.h)

海量数据处理

其他

书籍

  • 《剑指Offer》
  • 《编程珠玑》
  • 《深度探索C++对象模型》
  • 《Effective C++》
  • 《More Effective C++》
  • 《深入理解C++11》
  • 《STL源码剖析》
  • 《深入理解计算机系统》
  • 《TCP/IP网络编程》
  • 《程序员的自我修养》

复习刷题网站

面试题目经验

About

📚 C/C++面试基础知识总结

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  • C++ 94.3%
  • C 4.6%
  • CMake 1.1%