bilibili C++开发一面

1. C++11 / 17 / 20 比较有意思的新特性

C++11 最重要的是把现代 C++ 的写法真正建立起来了，比如 auto、decltype、右值引用、移动语义、lambda、智能指针、线程库这些。lambda 很有意思，因为它把函数对象的使用门槛降得很低，很多回调、排序、自定义策略都能直接在调用点写掉。C++17 我会比较关注结构化绑定、if constexpr、optional、variant、string_view，这些东西很实用，既提升表达力，也减少不必要的拷贝。C++20 更有代表性的像 concept、ranges、coroutine。concept 让模板约束更清晰，ranges 让算法和容器组合更自然，coroutine 则对异步流程表达很友好。如果说“有趣”，我会优先聊 lambda、移动语义和 coroutine，因为这几个对代码风格和工程写法影响都很大。

代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main() {
    vector<int> v = {4, 2, 5, 1, 3};
    sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) {
        return a < b;
    });

    for (auto x : v) {
        cout << x << " ";
    }
    return 0;
}

2. auto 和 decltype 的区别

auto 更偏向“让编译器帮我推导这个变量的类型”，通常用于定义变量时根据初始化表达式来推导类型。decltype 更偏向“告诉我这个表达式的类型到底是什么”，它不一定要求真的创建对象，更适合在模板、返回值推导、类型萃取里用。两者都和类型推导有关，但使用场景不一样。auto 主要解决写起来太啰嗦的问题，decltype 更像是一个观察和提取类型的工具。如果在复杂泛型代码里，decltype 会比 auto 更精准，因为它保留表达式类型特征的能力更强。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int x = 10;
    auto a = x;          // int
    decltype(x) b = 20;  // int
    decltype((x)) c = x; // int&

    c = 30;
    cout << x << endl;   // 30
    return 0;
}

3. const 的作用，const 修饰成员函数的作用，如果要修改该怎么办

const 的核心作用是表达“这个值或这个接口不应该修改对象状态”。修饰变量时表示只读语义；修饰指针时可以约束“指向内容不可改”或者“指针本身不可改”；修饰成员函数时，表示这个函数承诺不修改对象的逻辑状态，所以 this 会变成指向常量对象的指针。成员函数后面加 const 很重要，因为它不仅能增强接口约束，还能让常对象也能调用这个函数。如果确实有个别成员需要在 const 函数里修改，比如缓存命中次数、延迟初始化标记这类不影响对象对外逻辑语义的字段，可以用 mutable。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Demo {
public:
    int get() const {
        ++cnt_;
        return val_;
    }
private:
    int val_ = 10;
    mutable int cnt_ = 0;
};

int main() {
    const Demo d;
    cout << d.get() << endl;
    return 0;
}

4. static 的作用

static 在 C++ 里不是单一语义。修饰局部变量时，它改变的是存储期，变量不再随着函数退出销毁，而是整个程序运行期间都存在，但作用域还是局部；修饰全局变量或函数时，它改变的是链接属性，让符号只在当前编译单元内可见；修饰类成员变量时，它表示这个成员属于类本身，而不属于具体某个对象。所以理解 static 时最好把“生命周期”“作用域”“链接可见性”“归属关系”这几个概念分开看，不要混在一起。

5. C++ 多态的实现机制，虚表指针怎么理解

答案：运行时多态主要依赖继承、虚函数和基类指针或引用。底层上，编译器通常会为有虚函数的类生成一张虚函数表，对象里会有一个隐藏的虚表指针 vptr 指向这张表。调用虚函数时，不是编译期直接决定调用地址，而是运行时通过对象里的 vptr 找到对应函数入口。这也是为什么同一个基类接口，在不同派生类对象上会表现出不同实现。虚表一般在编译期生成，虚表指针则随着对象一起存在于对象内存布局中。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void print() { cout << "Base\n"; }
    virtual ~Base() = default;
};

class Derived : public Base {
public:
    void print() override { cout << "Derived\n"; }
};

int main() {
    Base* p = new Derived();
    p->print();
    delete p;
    return 0;
}

6. 可以用基类对象接收派生类对象来实现多态吗

答案：不能真正实现运行时多态。如果是“基类对象 = 派生类对象”，会发生对象切片。也就是说，派生类中超出基类的那部分会被截掉，只保留基类子对象部分。这样之后通过这个基类对象调用函数，本质上已经不是在操作完整的派生类对象了。真正的运行时多态需要基类指针或者基类引用去绑定派生类对象，这样动态类型信息才不会丢。所以面试里如果问这个点，关键就是答出“对象切片”。