C++ 常考面试题汇总

一、C++ 基础与语法

1. 指针与引用区别：指针可以为空，可重新指向；引用必须初始化且不可重新绑定。指针的指针、多级指针和函数指针使用。常见陷阱：悬空指针、野指针、const 指针与指针 const 的区别。
2. 内存模型栈 vs 堆：栈自动管理，速度快，适合局部变量；堆手动管理，需 new/delete。内存泄漏与工具检测：valgrind、asan。对象生命周期：构造、析构、拷贝构造、移动构造。
3. 类型转换static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast 的使用场景和安全性。

二、面向对象编程

1. 类与对象成员函数、静态成员、虚函数、纯虚函数。构造函数、拷贝构造函数、移动构造函数。explicit 关键字防止隐式类型转换。常考题：为什么析构函数要声明为虚函数？
2. 继承与多态公有、保护、私有继承的区别。多态实现原理：虚函数表（vtable）。菱形继承与虚继承，如何避免二义性。
3. 运算符重载常用运算符重载示例：operator+、operator[]、operator<<。成员函数 vs 非成员函数重载。注意返回值类型和 const 限定。

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三、内存管理与智能指针

1. 动态内存管理new/delete 与 malloc/free 区别。内存泄漏、双重释放、未定义行为示例。
2. 智能指针std::unique_ptr：独占所有权，禁止拷贝，可移动。std::shared_ptr：引用计数，循环引用需 std::weak_ptr。std::weak_ptr：解决 shared_ptr 循环引用问题。何时使用裸指针、何时使用智能指针。

四、STL 容器与算法

1. 容器特性vector：连续内存，随机访问快，插入删除慢。list：双向链表，插入删除快，随机访问慢。deque：双端队列，支持两端高效插入。map/unordered_map：红黑树 vs 哈希表，复杂度分析。set/unordered_set：元素唯一，底层实现区别。
2. 迭代器输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器、随机访问迭代器。常考题：为什么 vector 插入中间元素效率低？
3. 算法sort、stable_sort、lower_bound、upper_bound、binary_search。STL 算法与 lambda 表达式结合使用。常考题：如何用 STL 统计出现次数最多的元素？

五、模板编程与泛型

1. 函数模板与类模板泛型编程的基本形式。模板实例化与特化（完全特化、偏特化）。常考题：模板函数如何支持不同类型参数自动推导？
2. 模板元编程constexpr、std::enable_if、类型萃取（type traits）。常考题：实现一个 is_same 类型特性或静态断言。

六、异常与错误处理

1. 异常机制try / catch / throw。异常安全性：基本、强、无异常保证。析构函数抛异常的危险性。
2. 错误处理策略返回值 vs 异常 vs 错误码。RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则保证资源释放。

七、并发与多线程

1. 线程与锁std::thread 的创建与管理。互斥锁：std::mutex、std::recursive_mutex。条件变量 std::condition_variable 使用。
2. 原子操作std::atomic 与 lock-free 编程。内存序（memory_order）的理解。
3. 常考题如何避免死锁？生产者-消费者模型实现。

八、性能优化与底层机制

1. 内存对齐与缓存优化对齐规则、结构体 padding。数据局部性与缓存命中率优化。
2. 编译期优化内联函数（inline）与宏。constexpr 提前计算。
3. 其他常考题深拷贝 vs 浅拷贝。std::move 与右值引用的实际应用场景。如何判断对象是否可移动？

九、C++11/14/17/20 新特性

1. 右值引用与移动语义避免不必要的拷贝，提高性能。
2. Lambda 表达式捕获方式：值捕获、引用捕获、隐式捕获。用于 STL 算法中的高阶函数。
3. 智能指针与并发改进std::shared_ptr 与 std::weak_ptr。std::atomic 与 std::thread 改进。
4. 其他auto、decltype、constexpr、structured bindings。范围 for 循环、初始化列表、std::optional、std::variant。

十、面试高频考点总结

• 指针与引用、内存管理、生命周期。
• 类与对象、继承与多态、虚函数机制。
• STL 容器特性与算法复杂度。
• 模板编程与类型萃取。
• 异常安全与 RAII。
• 并发编程、线程安全与死锁。
• C++11 及以上新特性、移动语义、lambda。