小米汽车软件工程师-C++ 一面

1、make_shared 了解过吗？

答案：了解。make_shared 本质上是用来创建 shared_ptr 的工厂函数。和直接 shared_ptr<T>(new T(...)) 相比，它通常只做一次内存分配，把对象本体和控制块放在一块连续内存里，所以性能更好，缓存局部性也更好。另外它异常安全性也更强，像复杂表达式里直接 new 可能在构造 shared_ptr 前抛异常，make_shared 可以避免这种问题。但它也不是所有场景都适合。比如对象特别大、你希望对象和控制块分开释放，或者需要自定义删除器，那就不一定用 make_shared。因为只要还有 weak_ptr 持有控制块，对象那块整体内存通常不能完全回收。

代码：

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class Test {
public:
    Test(int x) : x_(x) { cout << "ctor\n"; }
    ~Test() { cout << "dtor\n"; }
    int x_;
};

int main() {
    auto p = make_shared<Test>(42);
    cout << p->x_ << endl;
    return 0;
}

2、模板的优缺点

答案：模板最大的优点是代码复用和泛型编程能力强，可以把类型无关的逻辑抽象出来，像容器、算法、智能指针这些几乎都离不开模板。另外模板很多时候是在编译期展开的，类型检查更早，性能也比较好，不需要像传统面向对象那样依赖虚函数分发。缺点也很明显。一个是错误信息通常比较难看，尤其模板嵌套深的时候，编译报错会很长。另一个是代码膨胀，模板实例化过多会让二进制体积变大，编译时间也会变长。还有一点是模板接口设计要求比较高，不然很容易把简单逻辑写得很绕。

代码：

template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}

3、static 如何理解，除了内存地址，作用域如何理解？

答案：static 在 C++ 里不是一个单一含义，得放到具体语境里看。修饰局部变量时，表示这个变量生命周期延长到整个程序运行期间，但作用域还是局部作用域，只能在定义它的函数里访问。修饰全局变量或函数时，表示它的链接属性变成内部链接，只能在当前编译单元可见，相当于把可见范围限制在当前源文件。修饰类成员变量时，表示它属于类本身，不属于某个对象，所有对象共享一份。修饰类成员函数时，表示这个函数没有 this 指针，只能访问类的静态成员。所以可以把它理解成同时影响了生命周期、链接属性、归属关系这几个维度，不只是“放在静态区”这么简单。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

void func() {
    static int cnt = 0;
    ++cnt;
    cout << cnt << endl;
}

class A {
public:
    static int x;
    static void print() {
        cout << x << endl;
    }
};

int A::x = 10;

int main() {
    func();
    func();
    A::print();
    return 0;
}

4、了解过单例模式吗？

答案：单例模式就是保证一个类在进程里只有一个实例，并提供全局访问点。最常见的写法是局部静态变量版本，也叫 Meyers Singleton。从 C++11 开始，函数内局部静态对象的初始化是线程安全的，所以这种写法在大多数场景下已经够用了。单例的优点是方便统一管理全局资源，比如配置中心、日志器、线程池。缺点是容易让代码耦合变高，测试不方便，也容易被滥用成“全局变量升级版”。如果面试官继续追，通常会问线程安全、析构时机、跨模块初始化顺序这些问题。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Singleton {
public:
    static Singleton& instance() {
        static Singleton ins;
        return ins;
    }

    void hello() {
        cout << "hello singleton" << endl;
    }

private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};

int main() {
    Singleton::instance().hello();
    return 0;
}

5、虚函数表指针的地址怎么理解？

答案：先区分两个概念，一个是虚表指针存的值，一个是虚表指针这个成员在对象里的位置。带虚函数的对象里通常会有一个隐藏成员，也就是虚表指针 vptr。它本身一般放在对象起始位置附近，但这不是语言标准强制规定，是主流编译器的常见实现。vptr 里存的是虚函数表 vtable 的地址，调用虚函数时会先通过对象拿到 vptr，再去表里找对应函数地址。如果问“虚函数表指针的地址”，严格讲可以有两层意思：一层是 vptr 自己在对象内存中的地址；一层是 vptr 保存的那个虚表地址。面试里只要把这两个概念分开说清楚，一般就够了。

代码：

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual void f() { cout << "Base::f\n"; }
    int x = 1;
};

int main() {
    Base b;
    void** obj = reinterpret_cast<void**>(&b);
    cout << "vptr stored value = " << obj[0] << endl; // 虚表地址
    cout << "object address     = " << &b << endl;    // 对象起始地址
    return 0;
}