一、什么是虚函数?什么是纯虚函数?
虚函数是指在基类中使用virtual关键字声明的成员函数,允许在派生类中重写。通过虚函数,可以实现多态性,使得基类指针或引用可以调用派生类的实现。
纯虚函数是虚函数的一种特殊形式,声明时在函数后加上= 0,表示该函数没有实现,必须在派生类中重写。包含纯虚函数的类称为抽象类,无法实例化。
二、基类为什么需要虚析构函数?
当父类指针指向子类在堆区空间中的对象时,申请空间时会先构造父类再构造子类,整个子类空间会全部构造出来。
但是,当使用delete关键字释放父类指针时,由于父类指针的作用域仅仅只是父类空间的内容,可以完成对父类空间的释放,但是,子类自己的空间无法释放,导致内存泄漏。
三、如何初始化 const 和 static 数据成员?
const 数据成员必须在构造函数的初始化列表中进行初始化,不能在类体内直接赋值。
static 数据成员需要在类外进行定义和初始化。
四、指针和引用的区别
1、引用定义时标识符是&,而指针定义时的标识符是*
2、定义引用时,必须进行初始化,而定义指针时可以不用初始化
3、没有空引用,但是可以有空指针
4、引用一旦指定目标后,就不能进行修改了,而指针后期可以修改指向
5、引用的使用跟目标一致,而指针的使用需要使用 *运算符
6、引用就是目标本身,而指针记录的是目标的起始地址
7、没有多级引用,但是有多级指针
8、引用不占内存空间,使用的是目标的空间,而指针需要占内存空间
9、引用的大小跟目标的大小保持一致,而指针的大小全部统一一致都是8字节(64位操作系统)
10、引用在进行偏移时,就是对目标进行的偏移(如 ref++), 而指针的偏移,就是偏移目标单位内存空间的大小
11、没有引用数组,但是可以定义指针数组
五、new和malloc的区别
1、malloc是标准库中提供的函数,属于函数调用,而new是C++中的关键字,无需开辟函数内存空间
2、malloc申请空间时,没有单个和连续空间的区别,而new申请时区分单个和连续空间的操作
3、malloc申请空间时,需要手动计算要申请空间的大小,而new申请空间时,会自动计算大小
4、malloc申请空间时,以字节为单位,而new申请空间时,以数据类型为单位
5、new申请空间时可以给空间进行初始化,而malloc不可以
6、malloc申请出的空间结果是void*类型,使用时需要根据具体的情况进行强转,而new申请空间时,申请什么类型的空间返回的就是什么类型的指针
7、new申请对象空间时,会自动调用该对象所在类中的构造函数,而malloc不会
8、在new的底层实现中,还是调用了c语言中的malloc
六、内存泄漏怎么产生的?如何避免?
1、未释放动态分配的内存:使用new或malloc分配内存后,未调用delete或free释放。
2、丢失指针:在分配内存后,指针被重新赋值或超出作用域,导致无法访问原来的内存。
3、异常处理:在异常发生时,未能释放已分配的内存。
避免方法:
1、使用智能指针:在C++中,使用std::unique_ptr或std::shared_ptr来管理动态分配的内存,自动释放内存。
2、确保释放内存:在每个new或malloc后,确保有对应的delete或free。
3、使用 RAII(资源获取即初始化):将资源的管理与对象的生命周期绑定,确保在对象销毁时释放资源。
4、异常安全:使用异常安全的代码结构,确保在异常发生时也能释放资源。
5、内存检测工具:使用工具如 Valgrind、AddressSanitizer 等检测内存泄漏。
七、C++的内存分区
1、代码区:存放程序代码。
2、数据区:存放全局和静态变量。
3、堆区:动态分配内存。
4、栈区:存放局部变量和函数调用信息。