C++说爱你不容易-2

C++软件与嵌入式软件面经解析大全（蒋豆芽的秋招打怪之旅）

本章讲解点

• 1.1 C++与C的区别——看看你的理解是否深刻
• 1.2 从代码到可执行文件的过程
• 1.3 extern "C"
• 1.4 宏——到底是什么
• 1.5 内联函数
• 1.6 条件编译
• 1.7 字节对齐详解
• 1.8 Const——今天必须把它搞懂
• 1.9 Static作用
• 1.10 volatile和mutable
• 1.11 volatile在嵌入式里的应用
• 1.12 原子操作
• 1.13 指针与引用的区别
• 1.14 右值引用
• 1.15 面向对象的编程思想
• 1.16 类
• 1.17 类的成员
• 1.18 友元函数
• 1.19 初始化列表
• 1.20 this指针
• 1.21 继承
• 1.22 多态
• 1.23 虚函数与重写
• 1.24 虚构造函数与虚析构函数
• 1.25 函数重载
• 1.26 操作符重载
• 1.27 迭代器与指针
• 1.28 模板
• 1.29 C++智能指针
• 1.30 四种cast转换
• 1.31 Lambda
• 1.32 function和bind

受众：本教程适合于C/C++已经入门的学生或人士，有一定的编程基础。

本教程适合于互联网、嵌入式软件求职的学生或人士。

故事背景

蒋 豆 芽：小名豆芽，芳龄十八，蜀中人氏。卑微小硕一枚，科研领域苟延残喘，研究的是如何炒好一盘豆芽。与大多数人一样，学习道路永无止境，间歇性踌躇满志，持续性混吃等死。会点编程，对了，是面对对象的那种。不知不觉研二到找工作的时候了，同时还在忙论文，豆芽都秃了，不过豆芽也没头发啊。

隔壁老李：大名老李，蒋豆芽的好朋友，技术高手，代码女神。给了蒋豆芽不少的人生指导意见。

导 师：蒋豆芽的老板，研究的课题是每天对豆芽嘘寒问暖。

故事引入

“中国土豆科技大学一研三学生因论文压力太大，跳楼轻生，家长指责导师故意延毕。”豆芽将这条新闻推送到了微信朋友圈，并配文：默哀。我也压力好大啊。

导 师：（试探）豆芽，你这实验尽力做就行了，你也别压力大，慢慢来嘛。

蒋 豆 芽：老师，我压力好大啊，也想把实验做出来，不然辜负了您的一片谆谆教导。

导 师：不用压力大，周末好好休息下，实验慢慢做就行了。

蒋 豆 芽：好的！（豆芽脸上笑嘻嘻，心里小感动，老师蛮好的。实验要继续加油！）

蒋 豆 芽：（吹着口哨）我得儿意的笑，我得儿意的笑。。。。。。

隔壁老李：哟，豆芽，什么事啊这么开心，不用搞实验了？

蒋 豆 芽：别介，老李。我回顾你上次跟我讲的宏，在C++中，尽量使用const去替代非参数宏命令，这样大大增强我们程序的健壮性。我今天在思考，const是什么样的机制呢，为什么可以做到不变？还有，const有哪些应用场景呢？

隔壁老李：（啧啧啧）哟，芽别三日，当刮目相待啊，开始学会思考知识点了，没错，找工作中，面试只是一个过程，这不仅仅是应试，学知识不是应付找工作，而是真正提升自己的技术能力，学会思考知识点背后的原理，掌握知识点的核心，才是找工作给予我们的最大的启示。（语重心长）凭这一点，豆芽，你成熟了，不枉为父谆谆教导。

蒋 豆 芽：老李，说话就说话，别占我便宜好吗？

隔壁老李：（嘿）哈哈。哦？不想听啊，不想听算了呗。

蒋 豆 芽：爸爸！

隔壁老李：哈哈，好啦，跟你开玩笑的。今天我们先来聊聊const，说const之前，我们要先说说常量，什么是常量呢？

常量是一种标识符，它的值在运行期间恒定不变。C语言和C++中都可以用#define来定义常量（称宏常量）。除此之外，C++语言还可以用const来定义常量（称const常量），就是我们今天要说到的主角了。那么豆芽我问问你，我们为什么需要常量？

蒋 豆 芽：这个我还真没想过，我只知道有这个东西，但为什么要用就不知道了。

隔壁老李：（语重心长）所以我们的学习不能仅仅停留在这个地步，不仅要知其然，还要知其所以然，凡事多问几个为什么，就会引申出很多的知识。

蒋 豆 芽：老李，我发现你越来越像我高中班主任了。

隔壁老李：（好奇）哦？是讲解细致入微？

蒋 豆 芽：不，是啰里啰嗦了。

隔壁老李：（敲脑袋）呸，死豆芽懂什么啊，那都是为你好！等你以后就知道班主任的好了。我不仅在教你编程知识，还在教你怎样正确编程。

蒋 豆 芽：（捂脑袋）好，老李，你继续吧。

隔壁老李：豆芽，你想想你平时编写程序时，直接填充数字会遇到什么问题？

蒋 豆 芽：（恍然大悟）哦，修改的时候特别麻烦，过几天再来看，就忘了这个数字什么意思了。

隔壁老李：所以啊，如果我们在程序中直接填充数字或字符串，

（1）程序的可读性（可理解性）变差。我们总会忘记这些数字或字符串代表什么意义。

（2）一旦数字很多，改动麻烦。

为了避免这些问题，我们就要用常量来替代。豆芽，之前我已经跟你说过了，在C语言中，可以使用宏替代常量，而C++尽量使用const常量替代宏常量，豆芽你来回顾一下。

1.8 Const——今天必须把它搞懂

蒋 豆 芽：简单！const 是 constant 的缩写，本意是不变的，不易改变的意思。在 C++ 中是用来修饰内置类型变量，自定义对象，成员函数，返回值，函数参数。

C++ const 允许指定一个语义约束，编译器会强制实施这个约束，允许程序员告诉编译器某值是保持不变的。如果在编程中确实有某个值保持不变，就应该明确使用const，这样可以获得编译器的帮助。

在C++中为了安全性，我们就要少用甚至不要再用宏了，不带参数的宏命令我们可以用常量const来替代，比如const double PI = 3.1415，可以起到同样的效果，而且还比宏安全，因为这条语句会在编译阶段进行语法检查。而宏常量在预编译阶段被替换，不会进行语法检查。

蒋 豆 芽：（疑惑）那老李，C语言里也有const，为什么C语言里的常量用的是宏而不是const？

隔壁老李：诶？这个问题问的非常得好啊，豆芽。看样子你有在认真听哈。

蒋 豆 芽：必须的！

隔壁老李：这是因为C语言里的const和C++里的const，两者作用机制是不一样的。这也是个比较重要的知识点，老李记得曾经被面试官这样问过，当时老李没有回答出来（羞涩）

蒋 豆 芽：嘿嘿。

隔壁老李：在C语言中，const修饰的变量依然被当做变量，那么其在内存中依然有存储它的空间。并且可以通过指针间接的改变该内存空间的值。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;  
}  

结果如下：

i=20   *p=20

这里可以清楚地看到，i的值被改变了。

蒋 豆 芽：啊？那这样就违背了我们定义const的初衷了。

隔壁老李：没错，所以这就是为什么在C语言中表示常量，使用的是宏常量而非const。宏是直接替换。

蒋 豆 芽：（好奇）那C++的const机制又是怎样的呢？

隔壁老李：在C++中，C++把const看做常量，编译器会使用常数直接替换掉上面例子中对i的引用，最后的结果是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;  //这里编译器会直接将i替换为10
    return 0;  
} 

这里需要说明的是，其实变量i的内存空间里的数值依然已经被改变了，为20。

所以千万不要轻易对 const 变量设法赋值，这会产生意想不到的行为。

蒋 豆 芽：明白了！所以C++中的const机制类似C语言中的宏，都是替换，不过C++的const是在编译阶段替换，C语言的宏是在预编译阶段替换。

隔壁老李：没错！豆芽，赶紧把小笔记记起来啊，这就是标准答案啊，面试官最喜欢问了。然后我们要把const讲透，const还有其他的用法，const可以修饰指针。

隔壁老李：在定义指针的时候我们可以用const来修饰

根据const出现的位置和出现的次数分为三种

1. 指向常量的指针

2. 常指针

3. 指向常量的常指针

1.指向常量的指针

指针指向一个常量对象，目的是防止使用该指针来修改指向的值。

如：

const int *a;    //a指针所指向的内存里的值不变，即（*a）不变，但a可以变
int const *a;    //同const int *a;

给出实例：

int a = 10;
int b = 20;
const int *p = &a;
//该声明的意思是p指向一个const int(这里为10)，因此不能使用p来修改这个值，
//换句话来说，*p的值为const，不能被修改。
*p = 20; //错误，编译报错
p = &b; //正确，const只能防止修改p指向的值，但不能防止修改p的值，也就是说，可以将一个新地址赋给p

2.常指针

将指针本身声明为常量，这样可以防止改变指针指向的位置。

如：

int *const a;    //a指针所指向的内存地址不变，即a不变，但（*a）可以变

给出实例：

int a = 10;
int b = 20;
int *const p = &a;
//意思是p只能指向a，p不能变，但允许p来修改a的值。
*p = 20; //正确，a的值可以被修改
p = &b; //错误，编译报错，p不能被修改

3.指向常量的常指针

一个常量指针指向一个常量对象。

如：

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

隔壁老李：const可以修饰参数传递。

对于 const 修饰函数参数可以分为三种情况。

A：值传递的 const 修饰传递，一般这种情况不需要 const 修饰，因为函数会自动产生临时变量复制实参值，实参反正不会变。但是我们也可以加const，这是一种良好的风格。

#include<iostream> 
using namespace std;
void douya(const int a){
    cout<<a;
    // ++a;  是错误的，a 不能被改变
}

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

B：当 const 参数为指针时，可以防止指针被意外篡改。

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