C++常见知识点汇总（面试必备）

简介：
本资料全面总结了C++编程语言中的核心概念和常用技巧，特别适用于准备技术岗位面试的学习者。 ### C++ 八股文知识点解析 #### 一、C++语言基础篇 - **智能指针** - **背景与重要性**： 在C++编程中，内存管理一直是一个挑战。智能指针是一种自动管理动态分配的内存的技术，它们通过在对象生命周期结束时自动释放内存来帮助防止内存泄漏。 - **四种智能指针详解**： 1. **`auto_ptr`** (C++98 方案，C++11 已废弃) - 特性： `auto_ptr` 采用所有权模型，一旦创建了一个 `auto_ptr`，它就拥有了一个指向的对象。 提供了 `get()`、`operator*()`、`operator->()`、`operator=` 和 `release()` 等接口。 `release()` 方法用于释放 `auto_ptr` 内部的指针控制权，并返回原始指针。 - 示例代码： ```cpp std::auto_ptr p1(new int(10)); std::auto_ptr p2(p1); 编译时正确，运行时 p1 为空 ``` - 缺点： 当 `auto_ptr` 移交所有权后，原 `auto_ptr` 对象变为无效，可能导致程序崩溃。 2. **`unique_ptr`** (替代 `auto_ptr`) - 特性： `unique_ptr` 采用了独占式所有权模型，确保同一时间内只有一个智能指针可以拥有一个对象。 支持移动构造和移动赋值，不允许复制构造和复制赋值。 自动管理内存，删除对象时调用析构函数。 - 示例代码： ```cpp std::unique_ptr p3(new int(10)); std::unique_ptr p4(std::move(p3)); 移动赋值，安全有效 ``` - 优点： 避免了 `auto_ptr` 中的内存崩溃问题，更加安全可靠。 3. **`shared_ptr`** (共享型，强引用) - 特性： `shared_ptr` 实现共享所有权模型，允许多个智能指针指向同一个对象。 使用引用计数机制跟踪指向对象的智能指针数量。 当最后一个 `shared_ptr` 销毁时，自动释放对象。 - 示例代码： ```cpp std::shared_ptr p5(new int(10)); std::shared_ptr p6 = p5; 引用计数增加 ``` - 注意事项： 需要注意循环引用问题，可能导致内存泄漏。 4. **`weak_ptr`** (弱引用) - 特性： `weak_ptr` 与 `shared_ptr` 关联，提供了一种观察对象的存在方式，而不会影响对象的生命周期。 可以从 `shared_ptr` 构造 `weak_ptr`，并通过 `lock()` 方法转换回 `shared_ptr`。 - 示例代码： ```cpp std::shared_ptr p7(new int(10)); std::weak_ptr wp = p7; if (std::shared_ptr sp = wp.lock()) { 使用 sp } ``` - 优点： 避免了由 `shared_ptr` 导致的循环引用问题。 #### 二、C++11新特性 - **智能指针在C++11中的更新**： - C++11标准引入了 `unique_ptr`、`shared_ptr` 和 `weak_ptr` 等智能指针。 - 这些智能指针提供了更强大的功能，例如移动语义、引用计数以及非拥有观察者。 #### 三、数据结构与算法 - **智能指针在数据结构中的应用**： - 动态数组管理：使用智能指针（如 `unique_ptr` 或 `shared_ptr`）可以方便地管理动态数组的生命周期。 - 容器元素管理：智能指针可以作为容器（如 `std::vector` 或 `std::list`）的元素，实现自动资源管理。 #### 四、计算机网络 - **智能指针在网络编程中的作用**： - 管理网络连接：在处理网络连接时，智能指针可以帮助管理连接对象的生命周期，确保资源的正确释放。 - 处理异步操作：智能指针可用于管理异步操作的结果，确保即使在异步回调中也能正确释放资源。 #### 五、操作系统 - **智能指针在操作系统层面上的应用**： - 文件句柄管理：在操作系统层面，智能指针可以用来管理文件句柄或其他系统资源，确保资源