蒋豆芽

2023-01-11 21:21 已编辑 C++ 发布于广东

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地平线后端日常实习地平线 C++之解答

项目2

5.为什么选epoll

主要是epoll相对于select，poll更高效。

epoll为什么高效：

（1）select，poll实现需要自己不断轮询所有fd集合，直到设备就绪，期间可能要睡眠和唤醒多次交替。而epoll只要判断一下就绪链表是否为空就行了，这节省了大量的CPU时间。

（2）select，poll每次调用都要把fd集合从用户态往内核态拷贝一次，并且要把当前进程往设备等待队列中挂一次，而epoll只要一次拷贝，而且把当前进程往等待队列上挂也只挂一次，这也能节省不少的开销。

6.epoll是最快的么，什么场景下

不一定。epoll的一个缺点，当事件触发比较频繁时，回调函数也会被频繁触发，此时效率就未必比select 或 poll高了。所以epoll的最佳使用情景是：连接数量多，但活跃的连接数量少。

7.用的水平还是垂直触发，有什么区别

LT模式（水平触发）下，只要这个fd还有数据可读，每次 epoll_wait都会返回它的事件，提醒用户程序去操作；

而在ET（边缘触发）模式中，它只会提示一次，直到下次再有数据流入之前都不会再提示了，无论fd中是否还有数据可读。

8.epoll是如何操作fd的

epoll提供了三个函数，epoll_create、epoll_ctl和epoll_wait。首先创建一个epoll对象，然后使用epoll_ctl对这个对象进行操作（添加、删除、修改），把需要监控的描述符加进去，这些描述符将会以epoll_event结构体的形式组成一颗红黑树，接着阻塞在epoll_wait，进入大循环，当某个fd上有事件发生时，内核将会把其对应的结构体放入一个链表中，返回有事件发生的链表。

C++

9.c++生成可执行文件过程

C++和C语言类似，一个C++程序从源码到执行文件，有四个过程，预编译、编译、汇编、链接。

预编译：这个过程主要的处理操作如下：

（1）将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义

（2）处理所有的条件预编译指令，如#if、#ifdef

（3）处理#include预编译指令，将被包含的文件插入到该预编译指令的位置。

（4）过滤所有的注释，如//、/**/

（5）添加行号和文件名标识。

编译：这个过程主要的处理操作如下：

（1）词法分析：将源代码的字符序列分割成一系列的记号。

（2）语法分析：对记号进行语法分析，产生语法树。

（3）语义分析：判断表达式是否有意义。

（4）代码优化：

（5）目标代码生成：生成汇编代码。

（6）目标代码优化：

汇编：这个过程主要是将汇编代码转变成机器可以执行的指令。

链接：将不同的源文件产生的目标文件进行链接，从而形成一个可以执行的程序。

10.多态有哪些

编译期间如何实现多态：重载

执行期间如何实现多态：多态

11.怎么实现虚函数（虚表、虚指针）

C++实现虚函数的原理是虚函数表+虚表指针。

当一个类里存在虚函数时，编译器会为类创建一个虚函数表，虚函数表是一个数组，数组的元素存放的是类中虚函数的地址。

同时为每个类的对象添加一个隐藏成员，该隐藏成员保存了指向该虚函数表的指针。该隐藏成员占据该对象的内存布局的最前端。

所以虚函数表只有一份，而有多少个对象，就对应多少个虚函数表指针。

12.模板展开在哪个阶段

编译阶段

13.用模板写过哪些功能

略

14.private、public、protected三种修饰符作用于继承，哪些可见哪些不可见

类中成员访问属性有三种：

（1）私有成员（变量和函数）只限于类成员访问，由private限定；

（2）公有成员（变量和函数）允许类成员和类外的任何访问，由public限定；

（3）受保护成员（变量和函数）允许类成员和派生类成员访问，不允许类外的任何访问。所以protected对外封闭，对派生类开放。

15.裸socket连接流程

（1）服务器根据地址类型（ ipv4, ipv6 ）、 socket 类型、协议创建 socket。

（2）服务器为 socket 绑定 IP 地址和端口号。

（3）服务器 socket 监听端口号请求，随时准备接收客户端发来的连接，这时候服务器的socket 并没有被打开。

（4）客户端创建 socket。

（5）客户端打开 socket，根据服务器 IP 地址和端口号试图连接服务器 socket。

（6）服务器 socket 接收到客户端 socket 请求，被动打开，开始接收客户端请求，直到客户端返回连接信息。这时候 socket 进入阻塞状态，所谓阻塞即accept（）方法一直到客户端返回连接信息后才返回，开始接收下一个客户端连接请求。

（7）客户端连接成功，向服务器发送连接状态信息。

（8）服务器 accept 方法返回，连接成功。

（9）客户端向 socket 写入信息。

（10）服务器读取信息。

（11）客户端关闭。

（12）服务器端关闭。

16.新特性有哪些

C++后续版本更是发展了不少新特性，如C++11中引入了nullptr、auto变量、Lambda匿名函数、右值引用、智能指针。

17.为什么用智能指针

使用普通指针，容易造成堆内存泄露（忘记释放），二次释放，程序发生异常时内存泄露等问题等。

正是因为指针存在这样的问题，C++便引入了智能指针来更好的管理堆内存。智能指针是利用了一种叫做RAII（资源获取即初始化）的技术对普通的指针进行封装，这使得智能指针实质是一个对象，行为表现的却像一个指针。

因为智能指针就是一个类，当超出了类的作用域时，类会自动调用析构函数，自动释放资源。这样程序员就不用再担心内存泄露的问题了。

C++里面有四个指针：auto_ptr、unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr，后面三个是C++11支持的，第一个被C++11弃用。

18.怎么设计share_ptr，引用计数存在哪里

实现原理：有一个引用计数的指针类型变量，专门用于引用计数，使用拷贝构造函数和赋值拷贝构造函数时，引用计数加1，当引用计数为0时，释放资源。

19.全用share_ptr就能解决内存泄漏了么

会出现内存泄露问题。

共享指针的循环引用计数问题：当两个类中相互定义shared_ptr成员变量，同时对象相互赋值时，就会产生循环引用计数问题，最后引用计数无法清零，资源得不到释放。

可以使用weak_ptr，weak_ptr是弱引用，weak_ptr的构造和析构不会引起引用计数的增加或减少。我们可以将其中一个改为weak_ptr指针就可以了。比如我们将class B里shared_ptr换成weak_ptr。

20.weak_ptr的lock()函数怎么知道share_ptr是否存在

lock()方法的功能是：判断weak_ptr所指向的shared_ptr对象是否存在。若存在，则这个lock方法会返回一个指向该对象的shared_ptr指针；若它所指向的这个shared_ptr对象不存在，则lock()函数会返回一个空的shared_ptr。

21.静态变量初始化顺序

对于C语言的全局和静态变量，初始化发生在任何代码执行之前，属于编译期初始化。

而C++标准规定：全局或静态对象当且仅当对象首次用到时才进行构造。

编程

22.写一个线程池

设计思路：

实现线程池有以下几个步骤：（1）设置一个生产者消费者队列，作为临界资源。

（2）初始化n个线程，并让其运行起来，加锁去队列里取任务运行

（3）当任务队列为空时，所有线程阻塞。

（4）当生产者队列来了一个任务后，先对队列加锁，把任务挂到队列上，然后使用条件变量去通知阻塞中的一个线程来处理。

代码略

2023.1.10 （40分钟）

1.malloc种brk和mmp的区别（没看过。。。）

问题有点迷糊，不清楚面试官的点是什么

2.实现一个单例模式

单例实现原理是，将能够创建对象的函数都设置为private，通过静态成员返回一个实例。

有两种方式，一个是懒汉式，一个是饿汉式。懒汉式需要考虑加锁。

实现代码如下：

#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;

class singleInstance{
public:
	static singleInstance* GetsingleInstance(){
		if (instance == NULL){
			pthread_mutex_lock(&mutex);//mlock.lock();
			if (instance == NULL){
				instance = new singleInstance();
			}
			pthread_mutex_unlock(&mutex);//mlock.unlock();
		}
		return instance;
	};
	~singleInstance(){};
	static pthread_mutex_t mutex;//mutex mlock; 加锁互斥
private:// 涉及创建对象的函数都设置为private
	singleInstance(){};
	singleInstance(const singleInstance& other){};
	singleInstance& operator=(const singleInstance& other){ return *this; };
	static singleInstance* instance;
};

//懒汉式，静态变量需要定义
singleInstance* singleInstance::instance = nullptr;
pthread_mutex_t singleInstance::mutex;

int main(){
	// 因为没有办法创建对象，就得采用静态成员函数的方法返回静态成员变量
	singleInstance *s = singleInstance::GetsingleInstance();
	//singleInstance *s1 = new singleInstance(); // 报错
    cout << "Hello World";
    delete s;  // 防止内存泄露
    return 0;
}

下面是饿汉式：

#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;

class singleInstance{
public:
	static singleInstance* GetsingleInstance(){ // 饿汉式，直接创建一个对象，不需要加锁
		static singleInstance instance;
		return &instance;
	};
	~singleInstance(){};
private:// 涉及创建对象的函数都设置为private
	singleInstance(){};
	singleInstance(const singleInstance& other){};
	singleInstance& operator=(const singleInstance& other){ return *this; };
};

int main(){
	// 因为没有办法创建对象，就得采用静态成员函数的方法返回
	singleInstance *s = singleInstance::GetsingleInstance();
	//singleInstance *s1 = new singleInstance(); // 报错
    cout << "Hello World";
    return 0;
}

3.写一个字符串转数字（要求：1.负数；2.十六进制；3.非法字符）

略

以上答案均来自本人专栏：校招面试考点全解析——C++软件与嵌入式篇(蒋豆芽的秋招打怪之旅)

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