C++軟件與嵌入式軟件面經(jīng)解析大全（蔣豆芽的秋招打怪之旅）

本章講解點(diǎn)

• 1.1 C++與C的區(qū)別——看看你的理解是否深刻
• 1.2 從代碼到可執(zhí)行文件的過(guò)程
• 1.3 extern "C"
• 1.4 宏——到底是什么
• 1.5 內(nèi)聯(lián)函數(shù)
• 1.6 條件編譯
• 1.7 字節(jié)對(duì)齊詳解
• 1.8 Const——今天必須把它搞懂
• 1.9 Static作用
• 1.10 volatile和mutable
• 1.11 volatile在嵌入式里的應(yīng)用
• 1.12 原子操作
• 1.13 指針與引用的區(qū)別
• 1.14 右值引用
• 1.15 面向?qū)ο蟮木幊趟枷?
• 1.16 類(lèi)
• 1.17 類(lèi)的成員
• 1.18 友元函數(shù)
• 1.19 初始化列表
• 1.20 this指針
• 1.21 繼承
• 1.22 多態(tài)
• 1.23 虛函數(shù)與重寫(xiě)
• 1.24 虛構(gòu)造函數(shù)與虛析構(gòu)函數(shù)
• 1.25 函數(shù)重載
• 1.26 操作符重載
• 1.27 迭代器與指針
• 1.28 模板
• 1.29 C++智能指針
• 1.30 四種cast轉(zhuǎn)換
• 1.31 Lambda
• 1.32 function和bind

受眾：本教程適合于C/C++已經(jīng)入門(mén)的學(xué)生或人士，有一定的編程基礎(chǔ)。

本教程適合于互聯(lián)網(wǎng)、嵌入式軟件求職的學(xué)生或人士。

故事背景

蔣 豆 芽：小名豆芽，芳齡十八，蜀中人氏。卑微小碩一枚，科研領(lǐng)域茍延殘喘，研究的是如何炒好一盤(pán)豆芽。與大多數(shù)人一樣，學(xué)習(xí)道路永無(wú)止境，間歇性躊躇滿(mǎn)志，持續(xù)性混吃等死。會(huì)點(diǎn)編程，對(duì)了，是面對(duì)對(duì)象的那種。不知不覺(jué)研二到找工作的時(shí)候了，同時(shí)還在忙論文，豆芽都禿了，不過(guò)豆芽也沒(méi)頭發(fā)啊。

隔壁老李：大名老李，蔣豆芽的好朋友，技術(shù)高手，代碼女神。給了蔣豆芽不少的人生指導(dǎo)意見(jiàn)。

導(dǎo) 師：蔣豆芽的老板，研究的課題是每天對(duì)豆芽噓寒問(wèn)暖。

故事引入

“中國(guó)土豆科技大學(xué)一研三學(xué)生因論文壓力太大，跳樓輕生，家長(zhǎng)指責(zé)導(dǎo)師故意延畢?！倍寡繉⑦@條新聞推送到了微信朋友圈，并配文：默哀。我也壓力好大啊。

導(dǎo) 師：（試探）豆芽，你這實(shí)驗(yàn)盡力做就行了，你也別壓力大，慢慢來(lái)嘛。

蔣 豆 芽：老師，我壓力好大啊，也想把實(shí)驗(yàn)做出來(lái)，不然辜負(fù)了您的一片諄諄教導(dǎo)。

導(dǎo) 師：不用壓力大，周末好好休息下，實(shí)驗(yàn)慢慢做就行了。

蔣 豆 芽：好的?。ǘ寡磕樕闲ξ?，心里小感動(dòng)，老師蠻好的。實(shí)驗(yàn)要繼續(xù)加油?。?/p>

蔣 豆 芽：（吹著口哨）我得兒意的笑，我得兒意的笑。。。。。。

隔壁老李：?jiǎn)眩寡?，什么事啊這么開(kāi)心，不用搞實(shí)驗(yàn)了？

蔣 豆 芽：別介，老李。我回顧你上次跟我講的宏，在C++中，盡量使用const去替代非參數(shù)宏命令，這樣大大增強(qiáng)我們程序的健壯性。我今天在思考，const是什么樣的機(jī)制呢，為什么可以做到不變？還有，const有哪些應(yīng)用場(chǎng)景呢？

隔壁老李：（嘖嘖嘖）喲，芽別三日，當(dāng)刮目相待啊，開(kāi)始學(xué)會(huì)思考知識(shí)點(diǎn)了，沒(méi)錯(cuò)，找工作中，面試只是一個(gè)過(guò)程，這不僅僅是應(yīng)試，學(xué)知識(shí)不是應(yīng)付找工作，而是真正提升自己的技術(shù)能力，學(xué)會(huì)思考知識(shí)點(diǎn)背后的原理，掌握知識(shí)點(diǎn)的核心，才是找工作給予我們的最大的啟示。（語(yǔ)重心長(zhǎng)）憑這一點(diǎn)，豆芽，你成熟了，不枉為父諄諄教導(dǎo)。

蔣 豆 芽：老李，說(shuō)話(huà)就說(shuō)話(huà)，別占我便宜好嗎？

隔壁老李：（嘿）哈哈。哦？不想聽(tīng)啊，不想聽(tīng)算了唄。

蔣 豆 芽：爸爸！

隔壁老李：哈哈，好啦，跟你開(kāi)玩笑的。今天我們先來(lái)聊聊const，說(shuō)const之前，我們要先說(shuō)說(shuō)常量，什么是常量呢？

常量是一種標(biāo)識(shí)符，它的值在運(yùn)行期間恒定不變。C語(yǔ)言和C++中都可以用#define來(lái)定義常量（稱(chēng)宏常量）。除此之外，C++語(yǔ)言還可以用const來(lái)定義常量（稱(chēng)const常量），就是我們今天要說(shuō)到的主角了。那么豆芽我問(wèn)問(wèn)你，我們?yōu)槭裁葱枰Ａ浚?/p>

蔣 豆 芽：這個(gè)我還真沒(méi)想過(guò)，我只知道有這個(gè)東西，但為什么要用就不知道了。

隔壁老李：（語(yǔ)重心長(zhǎng)）所以我們的學(xué)習(xí)不能僅僅停留在這個(gè)地步，不僅要知其然，還要知其所以然，凡事多問(wèn)幾個(gè)為什么，就會(huì)引申出很多的知識(shí)。

蔣 豆 芽：老李，我發(fā)現(xiàn)你越來(lái)越像我高中班主任了。

隔壁老李：（好奇）哦？是講解細(xì)致入微？

蔣 豆 芽：不，是啰里啰嗦了。

隔壁老李：（敲腦袋）呸，死豆芽懂什么啊，那都是為你好！等你以后就知道班主任的好了。我不僅在教你編程知識(shí)，還在教你怎樣正確編程。

蔣 豆 芽：（捂腦袋）好，老李，你繼續(xù)吧。

隔壁老李：豆芽，你想想你平時(shí)編寫(xiě)程序時(shí)，直接填充數(shù)字會(huì)遇到什么問(wèn)題？

蔣 豆 芽：（恍然大悟）哦，修改的時(shí)候特別麻煩，過(guò)幾天再來(lái)看，就忘了這個(gè)數(shù)字什么意思了。

隔壁老李：所以啊，如果我們?cè)诔绦蛑兄苯犹畛鋽?shù)字或字符串，

（1）程序的可讀性（可理解性）變差。我們總會(huì)忘記這些數(shù)字或字符串代表什么意義。

（2）一旦數(shù)字很多，改動(dòng)麻煩。

為了避免這些問(wèn)題，我們就要用常量來(lái)替代。豆芽，之前我已經(jīng)跟你說(shuō)過(guò)了，在C語(yǔ)言中，可以使用宏替代常量，而C++盡量使用const常量替代宏常量，豆芽你來(lái)回顧一下。

1.8 Const——今天必須把它搞懂

蔣 豆 芽：簡(jiǎn)單！const 是 constant 的縮寫(xiě)，本意是不變的，不易改變的意思。在 C++ 中是用來(lái)修飾內(nèi)置類(lèi)型變量，自定義對(duì)象，成員函數(shù)，返回值，函數(shù)參數(shù)。

C++ const 允許指定一個(gè)語(yǔ)義約束，編譯器會(huì)強(qiáng)制實(shí)施這個(gè)約束，允許程序員告訴編譯器某值是保持不變的。如果在編程中確實(shí)有某個(gè)值保持不變，就應(yīng)該明確使用const，這樣可以獲得編譯器的幫助。

在C++中為了安全性，我們就要少用甚至不要再用宏了，不帶參數(shù)的宏命令我們可以用常量const來(lái)替代，比如const double PI = 3.1415，可以起到同樣的效果，而且還比宏安全，因?yàn)檫@條語(yǔ)句會(huì)在編譯階段進(jìn)行語(yǔ)法檢查。而宏常量在預(yù)編譯階段被替換，不會(huì)進(jìn)行語(yǔ)法檢查。

蔣 豆 芽：（疑惑）那老李，C語(yǔ)言里也有const，為什么C語(yǔ)言里的常量用的是宏而不是const？

隔壁老李：誒？這個(gè)問(wèn)題問(wèn)的非常得好啊，豆芽?？礃幼幽阌性谡J(rèn)真聽(tīng)哈。

蔣 豆 芽：必須的！

隔壁老李：這是因?yàn)?strong>C語(yǔ)言里的const和C++里的const，兩者作用機(jī)制是不一樣的。這也是個(gè)比較重要的知識(shí)點(diǎn)，老李記得曾經(jīng)被面試官這樣問(wèn)過(guò)，當(dāng)時(shí)老李沒(méi)有回答出來(lái)（羞澀）

蔣 豆 芽：嘿嘿。

隔壁老李：在C語(yǔ)言中，const修飾的變量依然被當(dāng)做變量，那么其在內(nèi)存中依然有存儲(chǔ)它的空間。并且可以通過(guò)指針間接的改變?cè)搩?nèi)存空間的值。如下面例子所示：

#include <stdio.h>  
int main(){  
    const int i = 10;  
    int *p = (int *)(&i);  
    *p = 20;  
    printf("i=%d   *p=%d   \n", i, *p);  
    return 0;  
}  

結(jié)果如下：

i=20   *p=20

這里可以清楚地看到，i的值被改變了。

蔣 豆 芽：啊？那這樣就違背了我們定義const的初衷了。

隔壁老李：沒(méi)錯(cuò)，所以這就是為什么在C語(yǔ)言中表示常量，使用的是宏常量而非const。宏是直接替換。

蔣 豆 芽：（好奇）那C++的const機(jī)制又是怎樣的呢？

隔壁老李：在C++中，C++把const看做常量，編譯器會(huì)使用常數(shù)直接替換掉上面例子中對(duì)i的引用，最后的結(jié)果是i = 10，*p = 20。

#include<iostream>
using namespace std; 
int main(){  
    const int i = 10;  
    int *p = (int *)(&i);  
    *p = 20;  
    cout << "i=%d" << i << "*p=%d" << *p;  //這里編譯器會(huì)直接將i替換為10
    return 0;  
} 

這里需要說(shuō)明的是，其實(shí)變量i的內(nèi)存空間里的數(shù)值依然已經(jīng)被改變了，為20。

所以千萬(wàn)不要輕易對(duì) const 變量設(shè)法賦值，這會(huì)產(chǎn)生意想不到的行為。

蔣 豆 芽：明白了！所以C++中的const機(jī)制類(lèi)似C語(yǔ)言中的宏，都是替換，不過(guò)C++的const是在編譯階段替換，C語(yǔ)言的宏是在預(yù)編譯階段替換。

隔壁老李：沒(méi)錯(cuò)！豆芽，趕緊把小筆記記起來(lái)啊，這就是標(biāo)準(zhǔn)答案啊，面試官最喜歡問(wèn)了。然后我們要把const講透，const還有其他的用法，const可以修飾指針。

隔壁老李：在定義指針的時(shí)候我們可以用const來(lái)修飾

根據(jù)const出現(xiàn)的位置和出現(xiàn)的次數(shù)分為三種

1. 指向常量的指針

2. 常指針

3. 指向常量的常指針

1.指向常量的指針

指針指向一個(gè)常量對(duì)象，目的是防止使用該指針來(lái)修改指向的值。

如：

const int *a;    //a指針?biāo)赶虻膬?nèi)存里的值不變，即（*a）不變，但a可以變
int const *a;    //同const int *a;

給出實(shí)例：

int a = 10;
int b = 20;
const int *p = &a;
//該聲明的意思是p指向一個(gè)const int(這里為10)，因此不能使用p來(lái)修改這個(gè)值，
//換句話(huà)來(lái)說(shuō)，*p的值為const，不能被修改。
*p = 20; //錯(cuò)誤，編譯報(bào)錯(cuò)
p = &b; //正確，const只能防止修改p指向的值，但不能防止修改p的值，也就是說(shuō)，可以將一個(gè)新地址賦給p

2.常指針

將指針本身聲明為常量，這樣可以防止改變指針指向的位置。

如：

int *const a;    //a指針?biāo)赶虻膬?nèi)存地址不變，即a不變，但（*a）可以變

給出實(shí)例：

int a = 10;
int b = 20;
int *const p = &a;
//意思是p只能指向a，p不能變，但允許p來(lái)修改a的值。
*p = 20; //正確，a的值可以被修改
p = &b; //錯(cuò)誤，編譯報(bào)錯(cuò)，p不能被修改

3.指向常量的常指針

一個(gè)常量指針指向一個(gè)常量對(duì)象。

如：

const int *const a;   //都不變，即（*a）不變，a也不變

隔壁老李：const可以修飾參數(shù)傳遞。

對(duì)于 const 修飾函數(shù)參數(shù)可以分為三種情況。

A：值傳遞的 const 修飾傳遞，一般這種情況不需要 const 修飾，因?yàn)楹瘮?shù)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生臨時(shí)變量復(fù)制實(shí)參值，實(shí)參反正不會(huì)變。但是我們也可以加const，這是一種良好的風(fēng)格。

#include<iostream> 
using namespace std;
void douya(const int a){
    cout<<a;
    // ++a;  是錯(cuò)誤的，a 不能被改變
}

int main(void) {
    douya(8);
    system("pause");
    return 0;
}

B：當(dāng) const 參數(shù)為指針時(shí)，可以防止指針被意外篡改。

#include<iostream> 
using namespace std; 
void douya(int *const a){