西门子 后端开发-C++ 一面

1. 自我介绍

2. C++面向对象的理解

C++面向对象核心是封装、继承、多态三大特性，核心思想是“将数据和操作数据的方法绑定”，模拟现实世界的实体抽象：

• 封装：隐藏内部实现，对外暴露统一接口，提升代码安全性和可维护性；
• 继承：复用已有类的代码，实现“代码复用+扩展”，体现“is-a”关系；
• 多态：同一接口对应不同实现，分为静态多态（编译期）和动态多态（运行期），提升代码灵活性。面向对象的核心价值是降低耦合、提升代码复用性，适配复杂业务场景的模块化开发。

3. 封装的核心思想，封装的依据，以代码编写举例说明，封装的核心组成

• 核心思想：将对象的属性（数据）和行为（方法）绑定，隐藏内部实现细节，仅通过公开接口与外部交互，核心是“信息隐藏”。
• 封装的依据：按“单一职责”划分类的边界，仅暴露外部必需的接口，隐藏内部状态和实现逻辑（如避免直接访问成员变量）。
• 代码示例：
• 核心组成：私有成员（private，核心数据/内部方法）、保护成员（protected，给子类暴露）、公有接口（public，外部交互入口）。

4. 继承的子类和父类分别是什么，为什么要有子类，继承的范围，保护继承和公有继承的内外部区别

• 父类/子类：父类（基类）是被继承的类，封装通用属性和方法；子类（派生类）继承父类，复用父类代码并扩展专属功能（如Animal是父类，Cat/Dog是子类）。
• 为什么要有子类：代码复用：避免重复编写通用逻辑；功能扩展：子类可在父类基础上新增方法/重写方法；体现层级关系：符合“is-a”的语义（如Cat is a Animal）。
• 继承的范围：父类的public/protected成员会被继承（private成员不可直接访问，需通过父类接口）。
• 公有继承（public）vs 保护继承（protected）：（注：private继承会将父类所有成员变为子类private，极少使用）

5. 静态多态和动态多态的区别，动态多态是如何实现的，虚表存的是什么内容

• 静态多态 vs 动态多态：
• 动态多态实现：父类声明虚函数（virtual），子类重写（override）该函数；编译器为含虚函数的类生成虚表（vtable），类对象存储虚表指针（vptr）；运行期通过对象的vptr找到对应类的vtable，调用重写后的函数。
• 虚表内容：存储类中所有虚函数的地址（父类虚函数地址/子类重写后的虚函数地址），每个含虚函数的类有且仅有一个虚表（所有对象共享）。

6. 父子类继承关系，有几个虚表，为什么析构函数写成虚函数

• 虚表数量：每个“含虚函数的类（包括父类、子类）”各有一个虚表；若子类未重写任何虚函数，虚表中仍存储父类虚函数地址，但仍是独立虚表。示例：父类Base有虚函数，子类Derived重写虚函数 → Base有1个虚表，Derived有1个虚表，共2个。
• 析构函数写虚函数的原因：若父类指针/引用指向子类对象，析构时若父类析构函数非虚函数，仅会调用父类析构函数，子类析构函数不执行，导致子类资源泄漏；声明为虚函数后，运行期会通过虚表调用子类析构函数（先析构子类，再析构父类），保证资源完整释放。

7. 引用和指针的区别，使用引用的要求和限制，引用有无内存消耗

• 核心区别：
• 引用的要求/限制：定义时必须绑定有效变量，不能单独存在；不能引用空值，不能引用临时对象（除非用const引用：const int &a = 10;）；不能重载引用的++/--等运算符，需通过绑定的对象操作。
• 内存消耗：语法层面无独立内存；底层编译器通常用指针实现（占8字节/4字节，与指针一致），属于“无感知的底层开销”。

8. C++为什么要引入引用

1. 简化语法：替代指针实现参数传递（如swap(int &a, int &b)），避免指针的*/&操作，代码更简洁；
2. 避免空值风险：引用必须绑定有效对象，消除空指针访问的隐患；
3. 支持运算符重载：如operator[]返回引用，实现arr[0] = 10的直观语法；
4. 函数返回值优化：返回引用可避免临时对象拷贝（如std::string& operator[](int idx)）。

9. C++的内存分区，堆区存放的内容是什么，如何获取这块空间

• C++内存分区：栈区（stack）：存储局部变量、函数参数、返回值，自动分配/释放，大小固定（通常几MB）；堆区（heap）：动态分配的内存，手动申请/释放，大小灵活（受物理内存限制）；全局/静态区（data）：存储全局变量、静态变量（static），程序启动时分配，退出时释放；常量区（rodata）：存储字符串常量、const常量，只读不可修改；代码区（text）：存储程序编译后的二进制指令，只读。
• 堆区存放内容：动态创建的对象（new Object()）、动态数组（new int[10]）、malloc申请的内存块。
• 获取堆区空间：C++方式：new/new[]（如int *p = new int(10);）；C方式：malloc/calloc/realloc（如char