個人針對芯片公司的Graphics Software崗位的面試筆記，主要分為4部分：c++基礎，圖形學基礎，圖形API

c++基礎

此部分綜合了網(wǎng)絡上的c++面經(jīng)、筆記以及個人在面試中遇到的問題。

Part1：class相關

1. 純虛函數(shù)可以有實現(xiàn)嗎？
   答：語法層面來講可以有，但是一個類只要含有純虛函數(shù)就變成了抽象類，為純虛函數(shù)提供實現(xiàn)也無法實例化。純虛函數(shù)由繼承該類的子類實現(xiàn)，子類可以實例化。
2. 定義一個空類，有哪些默認的函數(shù)？
   默認構造函數(shù)
   默認拷貝構造函數(shù)
   默認析構函數(shù)
   默認重載賦值運算符函數(shù)
   默認重載取址運算符函數(shù)
   默認重載取址運算符const函數(shù)
   默認移動構造函數(shù)（C++11）
   默認重載移動賦值操作符函數(shù)（C++11）。
3. 析構函數(shù)為什么要設置成虛函數(shù)？構造函數(shù)可以是虛函數(shù)嗎？
   構造函數(shù)不能是虛函數(shù)，編譯會報錯。每個對象的虛函數(shù)表是在構造函數(shù)中初始化的，因此構造函數(shù)不能是虛函數(shù)。析構函數(shù)一般都是虛函數(shù)，當一個基類指針指派生類對象時，通過該指針調用對象時就可以調用到子類的析構函數(shù)，從而釋放所有資源。
4. 虛函數(shù)的實現(xiàn)原理？
   虛函數(shù)通過虛函數(shù)表實現(xiàn)，有以下幾個注意點：
   1）虛函數(shù)表是編譯器在編譯時期為我們創(chuàng)建好的, 只存在一份。
   2）定義類對象時, 編譯器自動將類對象的__vfptr指向這個虛函數(shù)表。 3）vfptr是指向函數(shù)指針數(shù)組的指針，const void**，指針指向的內容不可更改。
   4）如果派生類實現(xiàn)了基類的某個虛函數(shù)，則在虛表中覆蓋原本基類的那個虛函數(shù)指針，在編譯時根據(jù)類的聲明創(chuàng)建。 5）編譯器生成虛表-（指針數(shù)組）》開辟內存-》寫入虛表（吧虛表寫入到內存中）-》構造函數(shù)-》調用虛函數(shù)。 6）構造函數(shù)內部調用虛函數(shù)，語法層面是允許的，但調用虛函數(shù)只能調用該類的虛函數(shù)，無法實現(xiàn)多態(tài)。
5. 內聯(lián)函數(shù)可以是虛函數(shù)嗎？
   虛函數(shù)可以是內聯(lián)函數(shù)，內聯(lián)是可以修飾虛函數(shù)的，但是當虛函數(shù)表現(xiàn)多態(tài)性的時候不能內聯(lián)。內聯(lián)是在編譯期建議編譯器內聯(lián)，而虛函數(shù)的多態(tài)性在運行期，編譯器無法知道運行期調用哪個代碼，因此虛函數(shù)表現(xiàn)為多態(tài)性時（運行期）不可以內聯(lián)。
6. 為什么類的成員模版函數(shù)不能是虛函數(shù)？
   因為模板函數(shù)可以有無數(shù)個實例，所以編譯器在編譯時無法為其生成一個確定的虛函數(shù)表條目，無法確定需要調用哪個特定的模板實例。
7. 隱藏是什么？
   派生類的函數(shù)屏蔽了基類的同名函數(shù)，只需要函數(shù)名字相同，無論參數(shù)列表是否相同，其基類函數(shù)都會被隱藏。
8. 空類的大小是？
   1字節(jié)。要求每個對象必須具有獨一無二的內存地址。
9. 在成員函數(shù)中調用delete this會發(fā)生什么
   在類對象的內存空間中，只有數(shù)據(jù)成員和虛函數(shù)表指針，并不包含代碼內容，類的成員函數(shù)單獨放在代碼段中。當調用delete this時，類對象的內存空間被釋放。在delete this之后進行的其他任何函數(shù)調用，只要不涉及到this指針的內容，都能夠正常運行。對象不可以使用。一旦涉及到this指針，如操作數(shù)據(jù)成員，調用虛函數(shù)等，就會出現(xiàn)不可預期的問題。
10. 在類的析構函數(shù)中調用delete this會發(fā)生什么？
    棧溢出。delete關鍵字會調用類的析構函數(shù)，從而造成棧溢出。
11. 為什么成員初始化列表會快一些？
    對于類型，它少了一次調用構造函數(shù)的過程，而在函數(shù)體中賦值則會多一次調用。而對于內置數(shù)據(jù)類型則沒有差別。

Part2：語言基礎

1. 引用的本質是什么？引用和指針的區(qū)別是什么？
   可以將引用理解為一個對象的別名，引用在底層是通過指針實現(xiàn)的，const ptr*。引用在創(chuàng)建時必須被初始化，不能為NULL，在初始化之后不能進行更改。

2. volatile關鍵字
   volatile 關鍵字聲明的變量，每次訪問時都必須從內存中取出值，告訴編譯器不應對這樣的對象進行優(yōu)化。const 可以是 volatile （如只讀的狀態(tài)寄存器）。

3. sizeof
   數(shù)組作為參數(shù)傳入函數(shù)后會退化為指針，sizeof的結果是指針的大小。當數(shù)組直接作為 sizeof 的參數(shù)時，返回的是數(shù)組占據(jù)內存空間的大小。

4. c++字節(jié)序列
   大端：高位字節(jié)在低地址，低位字節(jié)在高地址。
   小端：低位低地址，高位高地址

5. 左值和右值
   左值是可以取地址的，而右值不可以。
   右值引用和move語句結合使用可以避免拷貝。

6. 引用折疊
   T& & -> T&
   T& && -> T&
   T&& & -> T&
   T&& && -> T&&
   萬能引用

template <typename T>
void MyFunc(T&& value) {
}

7. c++內存模型
   1）堆
   2）棧
   3）自由存儲區(qū) new/delete
   4）常量存儲區(qū)
   5）全局/靜態(tài)存儲區(qū)

8. typedef vs #define

• 用法不同：typedef 用來定義一種數(shù)據(jù)類型的別名，增強程序的可讀性。define 主要用來定義 常量，以及書寫復雜使用頻繁的宏。
• 執(zhí)行時間不同：typedef 是編譯過程的一部分，有類型檢查的功能。define 是宏定義，是預編譯的部分，其發(fā)生在編譯之前，只是簡單的進行字符串的替換，不進行類型的檢查。
• 作用域不同：typedef 有作用域限定。define 不受作用域約束，只要是在define 聲明后的引用 都是正確的。
• 對指針的操作不同：typedef 和define 定義的指針時有很大的區(qū)別。

9. 靜態(tài)鏈接庫和動態(tài)鏈接庫

• 在鏈接階段，會將匯編生成的目標文件.o與引用到的庫一起鏈接打包到可執(zhí)行文件中。因此對應的鏈接方式稱為靜態(tài)鏈接。
• 動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中，而是在程序運行是才被載入。不同的應用程序如果調用相同的庫，那么在內存里只需要有一份該共享庫的實例，規(guī)避了空間浪費問題。

STL相關

1. std::vector
   1）vector底層通過動態(tài)數(shù)組實現(xiàn)，空間不夠時會進行擴容，將空間擴大為原來的1.5倍，將原有數(shù)據(jù)拷貝到新的空間中，釋放原來占據(jù)的空間。
   2）reserve和resize：reserve只改變capacity，但是不改變size。resize(n)將size變?yōu)閚，若原有的capacity<n，則改變capacity。
   3）迭代器：插入和刪除元素都可能導致迭代器失效（開辟新的空間，導致原地址失效）。使用迭代器刪除元素時，it = vec.erase(it);

2. 紅黑樹和AVL樹
   stl中的map和set都是基于紅黑樹實現(xiàn)，每個節(jié)點是紅色或者黑色，根結點和葉子結點都是黑的，如果一個節(jié)點是紅色的，那么它的兩個子節(jié)點都是黑色的。
   AVL樹是一棵二叉搜索樹，每個結點的左右子樹的高度之差的絕對值（平衡因子）最多為1。
   AVL 樹比紅黑樹更加平衡，但AVL樹在插入和刪除的時候也會存在大量的旋轉操作。所以當你的應用涉及到頻繁的插入和刪除操作，切記放棄AVL樹，選擇性能更好的紅黑樹；當然，如果你的應用中涉及的插入和刪除操作并不頻繁，而是查找操作相對更頻繁，那么就優(yōu)先選擇 AVL 樹進行實現(xiàn)。

圖形學基礎

芯片公司的graphics software崗位要求對圖形學相關的基礎知識有一定了解。下面總結一些常見的圖形學問題。

1. 渲染管線
2. ShadowMap原理、常見的問題以及解決方案
3. PBR
4. Anti-Aliasing
5. Culling
   更多內容可參考圖形學面經(jīng)，總結的很全面。

圖形API相關

本人主要學習了Vulkan API，在這里總結一下常見的面試問題。

1. Vulkan畫一個三角形需要哪些步驟？
   考察Vulkan中的基礎概念。

• VkInstance
• VkDevice
• VkQueue
• VkSwapchain
• VkCommandPool & VkCommandbuffer
• VkRenderPass & VkFramebuffer
• VkPipeline & VkPiplineLayout & PSO & VkDescriptorSet VkDescriptorSetLayout VkDescriptorPool
• VkSemaphore VkFence Barrier

2. Vulkan中的多線程渲染
   Secondary commandbuffer, 多線程
3. Vulkan PSO
   構建Pipeline需要Pipeline State Objects，包括fixed function的設置、shader設置、pipelineLayout設置，重復利用PSO可以提升性能。
4. Vulkan Performance Optimization
5. Variable rate shading
6. RayTracing API