有 virtual 及 = 0 的类，可以实例化吗？
在 C++ 中，包含纯虚函数（函数声明后带有 = 0）的类是抽象类。抽象类不能被实例化。
原因在于纯虚函数是一种在基类中声明但没有具体实现的虚函数，它的存在是为了给派生类提供一个接口规范，强制派生类去实现这些函数。当一个类中有纯虚函数时，这个类就变成了抽象类，它更像是一种蓝图或者模板，用来规定派生类应该具有的行为。
例如，假设有一个图形基类 Shape，其中有一个纯虚函数 area () 用来计算面积。
class Shape {
public:
virtual double area() = 0;
};
如果尝试像下面这样实例化 Shape 类：
Shape s;
编译器会报错，因为它不知道如何计算面积，这个计算面积的具体实现应该由继承自 Shape 的具体图形类（如圆形、矩形等）来完成。而虚函数（非纯虚函数）的类可以被实例化，只要它不是抽象类。
构造函数和析构函数，基类和派生类的执行顺序是什么？
在创建派生类对象时，构造函数的执行顺序是先执行基类的构造函数，再执行派生类的构造函数。这是因为派生类对象包含了基类部分，在构建派生类对象时，需要先构建其基类部分，确保基类成员被正确初始化。
例如，有一个基类 Base 和一个派生类 Derived：
class Base {
public:
Base() {
std::cout << "Base constructor" << std::endl;
}
~Base() {
std::cout << "Base destructor" << std::endl;
}
};
class Derived : public Base {
public:
Derived() {
std::cout << "Derived constructor" << std::endl;
}
~Derived() {
std::cout << "Derived destructor" << std::endl;
}
};
当创建一个 Derived 类对象时：
Derived d;
输出顺序是先输出 "Base constructor"，再输出 "Derived constructor"。
而在销毁对象时，析构函数的执行顺序与构造函数相反。即先执行派生类的析构函数，再执行基类的析构函数。这是因为在栈内存中，派生类对象先构建的部分后销毁。当上面的对象 d 超出作用域被销毁时，输出顺序是先 "Derived destructor"，再 "Base destructor"。
class A a = b; 调用的什么构造函数？
当执行 "class A a = b;" 这种形式的语句时，调用的是类 A 的拷贝构造函数。
拷贝构造函数是一种特殊的构造函数，它的形式通常是类名 (const 类名 & other)（这里的 const 修饰是为了防止在拷贝过程中修改原对象，不过也可以没有 const，但是更推荐加上）。它的作用是用一个已经存在的同类型对象来初始化一个新的对象。
例如，有如下类定义：
class A {
public:
A() {}
A(const A& other) {
// 这里可以实现拷贝逻辑，比如拷贝成员变量的值
std::cout << "Copy constructor called." << std::endl;
}
};
如果有两个对象 A a 和 A b，然后执行 A a = b;，就会调用 A 的拷贝构造函数。这个过程是将 b 对象的内容拷贝到新创建的 a 对象中。
需要注意的是，如果类 A 没有显式定义拷贝构造函数，编译器会自动生成一个默认的拷贝构造函数。这个默认的拷贝构造函数会对类中的每个成员变量进行简单的按位拷贝（对于基本数据类型和简单的结构体等可以正常工作，但对于包含指针等资源的情况可能会出现问题，如浅拷贝导致的指针悬挂等情况）。
讲下移动构造函数。
移动构造函数是 C++ 11 引入的一个重要特性，用于高效地处理资源的转移。
在没有移动构造函数之前，当一个对象被赋值或者作为函数参数传递时，往往会调用拷贝构造函数来复制对象的内容。但是对于一些包含动态分配资源（如堆内存）的对象，拷贝构造函数的复制操作可能会比较低效。例如，一个包含动态分配数组的类，拷贝构造函数需要为新对象重新分配内存，并逐个元素地复制数组中的内容。
移动构造函数的形式通常是类名 (类名 && other)，其中 && 表示右值引用。右值引用主要用于识别可以被移动的对象，这些对象通常是临时对象或者即将被销毁的对象。
例如，有一个简单的类 MyString 来模拟字符串：
class MyString {
private:
char* data;
size_t length;
public:
MyString(const char* str) {
length = strlen(str);
data = new char[length + 1];
strcpy(data, str);
}
~MyString() {
delete[] data;
}
MyString(MyString&& other) {
// 移动构造函数
data = other.data;
length = other.length;
other.data = nullptr;
other.length = 0;
}
};
当一个临时的 MyString 对象（右值）被用来初始化另一个 MyString 对象时，就会调用移动构造函数。比如在函数返回一个 MyString 对象时：
MyString createString() {
MyString temp("Hello");
return temp;
}
在这个函数返回时，原本会调用拷贝构造函数来复制 temp 对象，但如果有移动构造函数，编译器会优先选择移动构造函数。它会将 temp 对象中的指针 data 直接转移到返回的对象中，而不是重新分配内存和复制内容，然后将 temp 对象中的指针置为 nullptr，避免了资源的浪费和不必要的复制操作，大大提高了效率。
C++ struct 和 class 的区别。
在 C++ 中，struct 和 class 在很多方面是相似的，但也有一些关键的区别。
从语法层面来说，struct 和 class 都可以用来定义包含成员变量和成员函数的用户自定义类型。它们的主要区别体现在默认的访问控制上。
在 struct 中，默认的访问控制是 public，也就是说，如果在 struct 定义中没有特别指定访问修饰符，成员变量和成员函数默认是可以被外部访问的。例如：
struct Point {
int x;
int y;
void print() {
std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl;
}
};
在这里，Point 的成员变量 x 和 y 以及成员函数 print 都是 public 的，可以在外部直接访问，像这样：
Point p;
p.x = 1;
p.y = 2;
p.print();
而在 class 中，默认的访问控制是 private。这意味着如果没有指定访问修饰符，成员变量和成员函数只能在类的内部被访问。例如：
class Rectangle {
int width;
int height;
int area() {
return width * height;
}
public:
void setDimensions(int w, int h) {
width = w;
height = h;
}
int getArea() {
return area();
}
};
在这个 Rectangle 类中，width 和 height 以及 area 函数默认是 private 的，不能在外部直接访问，需要通过 public 的函数 setDimensions 和 getArea 来间接访问和操作。
从语义和使用习惯上来说，struct 通常用于表示简单的数据结构，如坐标点、颜色等数据的组合，更侧重于数据的聚合。而 class 更强调对象的行为和封装，通常用于定义具有复杂行为的对象，如游戏中的角色、图形系统中的图形对象等。不过这只是一种使用习惯，并不是严格的规定，在实际编程中可以根据具体的需求和设计来选择使用 struct 或者 class。
C++ 的模板特化与偏特化是如何实现的？
模板特化是指为特定的模板参数类型提供一个专门的实现。当编译器在实例化模板时，如果遇到一个完全匹配特化版本的模板参数类型，就会使用这个特化版本，而不是通用的模板定义。
例如，有一个简单的模板函数来比较两个值的大小：
template<typename T>
T max(T a, T b) {
return (a > b)? a : b;
}
现在对这个模板函数进行特化，比如针对指针类型进行特化。假设比较两个指针所指向的值的大小：
template<>
int* max(int* a, int* b) {
return (*a > *b)? a : b;
}
在这个特化版本中，明确指定了模板参数是 int*，并且提供了针对这种类型的具体实现。
偏特化是一种更灵活的特化方式，主要用于模板参数是模板或者模板参数是多个类型组合的情况。比如对于模板类，当模板有多个参数时，可以只对部分参数进行特化。
假设定义一个模板类来表示一个容器：
template<typename T, typename Container = std::vector<T>>
class MyContainer {
Container data;
public:
void add(T element) {
data.push_back(element);
}
};
现在对这个模板类进行偏特化，当容器类型是 std::list 时：
template<typename T>
class MyContainer<T, std::list<T>> {
std::list<T> data;
public:
void add(T element) {
data.push_back(element);
}
};
在偏特化版本中，只对第二个模板参数进行了特化，同时保留了第一个模板参数 T 可以是任意类型。编译器在实例化模板类时，会根据实际的模板参数类型来选择使用通用模板定义还是特化或者偏特化版本。如果传入的第二个参数是 std::list<T>，就会使用偏特化版本，否则会使用通用版本。
模板函数能否是虚函数？
在 C++ 中，模板函数不能是虚函数。
原因主要在于虚函数的调用机制是基于对象的动态类型来决定的。在运行时，通过虚函数表（vtable）来查找要调用的函数。而模板函数是在编译时进行实例化的，编译器根据模板参数生成具体的函数代码。
当编译器处理虚函数时，它需要在类的布局中为虚函数表预留空间，并且每个包含虚函数的类对象都有一个指向虚函数表的指针。但是对于模板函数，它的实例化是根据不同的模板参数类型来生成不同的函数版本。
例如，假设有一个模板函数：
template<typename T>
void func(T t) {
// 函数实现
}
这个函数在编译时会根据实际使用的 T 的类型生成不同的函数版本。如果想让它成为虚函数，就会产生矛盾，因为虚函数是在运行时根据对象的类型来确定调用哪个函数，而模板函数是在编译时根据模板参数类型确定具体的函数版本。
另外，从语法上来说，C++ 也不允许将模板函数声明为虚函数。虚函数必须是类的成员函数，并且有固定的函数签名，而模板函数的签名是依赖于模板参数的，这两者的机制无法兼容。
vector 的底层原理？删除一个元素底层会做什么事情？
vector 是 C++ 标准模板库（STL）中的一个动态数组容器。它的底层原理主要是基于一块连续的内存空间来存储元素。
在内存中，vector 维护了一个指针，指向这块连续内存的起始位置。它还记录了当前存储的元素个数（size）和这块内存能够容纳的元素个数（capacity）。当向 vector 中添加元素时，如果当前元素个数小于容量，就可以直接在已有的内存空间中添加新元素。
例如，当创建一个 vector<int>时，它可能会分配一块足够容纳几个整数的内存空间。如果继续添加元素，只要元素个数没有超过容量，就可以高效地添加。
当元素个数达到容量时，vector 需要重新分配内存。通常是分配一块更大的连续内存空间（一般是当前容量的一定倍数，如 2 倍），然后将原来的元素复制到新的内存空间中，再释放原来的内存空间。
当删除一个 vector 中的元素时，假设要删除位置为 i 的元素。如果删除的不是最后一个元素，vector 会将位置 i 之后的元素向前移动一个位置，来填补被删除元素留下的空位。这个移动操作是通过对元素进行逐个赋值来实现的。例如，如果有一个 vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5}，要删除元素 3（位置为 2），那么会将元素 4 和 5 向前移动，最后 v 变为 {1, 2, 4, 5}。
同时，vector 的 size 会减 1，表示元素个数减少。但容量不会改变，除非手动调用一些调整容量的操作（如 shrink_to_fit）。这种删除操作的时间复杂度是线性的，因为在最坏的情况下，可能需要移动很多元素。
set 和 unordered_set 的底层原理？
set 是基于红黑树（一种自平衡二叉查找树）实现的关联容器。红黑树的特点是能够保证元素的有序性，并且插入、删除和查找操作的时间复杂度在平均和最坏情况下都是对数时间（O (log n)）。
在 set 中，每个元素在红黑树中有一个唯一的位置，这是由元素的比较规则（默认是小于操作）决定的。当插入一个元素时，它会在红黑树中按照比较规则找到合适的位置插入，插入过程中会通过旋转和变色操作来保持红黑树的平衡性质。例如，插入一个新元素时，如果它小于当前节点的值，就向左子树查找插入位置，否则向右子树查找。
红黑树的平衡性质保证了树的高度不会过高，从而保证了操作的高效性。查找一个元素时，也是通过比较元素的值沿着树的路径进行查找。
unordered_set 是基于哈希表实现的关联容器。它通过一个哈希函数将元素映射到哈希表中的一个位置。哈希函数的设计目的是尽量均匀地将元素分布在哈希表的不同桶（bucket）中。
当插入一个元素时，先通过哈希函数计算出元素对应的桶的索引，然后将元素插入到该桶中。如果发生哈希冲突（即两个不同的元素通过哈希函数计算得到相同的桶索引），unordered_set 会采用一些冲突解决策略，如链地址法（将冲突的元素通过链表连接在同一个桶中）。
查找一个元素时，同样先通过哈希函数计算桶索引，然后在对应的桶中查找元素。在理想情况下，插入、删除和查找操作的时间复杂度可以接近常数时间（O (1)），但在最坏的情况下（如哈希函数设计不合理导致大量冲突），时间复杂度可能会退化为线性时间（O (n)）。
set 和 unordered_set 是否保证遍历顺序为 insert 插入顺序？
set 不保证遍历顺序为插入顺序。因为 set 是基于红黑树实现的，它的元素遍历顺序是按照元素的大小（由比较函数确定）排序后的顺序。
例如，当向 set 中插入元素 {3, 1, 2} 时，遍历 set 得到的顺序是 {1, 2, 3}，是按照元素的大小升序排列的，而不是插入的顺序。这是由红黑树的性质决定的，红黑树会自动根据元素的比较规则对元素进行排序。
unordered_set 也不保证遍历顺序为插入顺序。unordered_set 是基于哈希表实现的，它的遍历顺序取决于元素在哈希表中的存储位置和哈希冲突的解决方式。
当向 unordered_set 中插入元素时，元素会被分配到不同的哈希桶中，遍历顺序是由这些哈希桶的访问顺序和桶内元素的存储顺序决定的。例如，通过哈希函数计算元素的桶索引，不同的元素可能会被分配到不同的桶中，而且即使在同一个桶中，由于哈希冲突的解决方式（如链地址法），元素的存储顺序也不一定是插入顺序。所以，无论是 set 还是 unordered_set，都不能依赖它们的遍历顺序与插入顺序相同。
讲下预编译会执行那些操作？
预编译主要是在正式编译之前对源文件进行一些文本替换和预处理操作。
首先是头文件包含。当遇到#include指令时，预编译器会将指定的头文件内容插入到源文件中该指令所在的位置。例如，如果有#include <iostream>，预编译器会找到<iostream>头文件的内容并插入。这使得程序能够使用头文件中声明的函数、类、变量等。头文件可能包含其他头文件，预编译器会递归地处理这些包含关系。
其次是宏定义和宏替换。通过#define指令可以定义宏。简单的宏就像文本替换，比如#define PI 3.14159，在预编译阶段，程序中所有出现PI的地方都会被替换成3.14159。还有带参数的宏，例如#define SQUARE(x) ((x)*(x))，当程序中出现SQUARE(a)时，会被替换成((a)*(a))。这种宏替换可以在一定程度上实现类似于函数的功能，但没有函数调用的开销。
条件编译也是预编译的重要操作。使用#if、#ifdef、#ifndef、#else和#endif等指令可以根据条件选择性地编译代码。例如，#ifdef DEBUG和#ifndef DEBUG可以根据是否定义了DEBUG宏来决定是否编译调试相关的代码。这在开发过程中很有用，可以方便地切换调试和发布版本的代码。
另外，预编译还会处理一些特殊的指令，如#pragma指令。不同的编译器对#pragma有不同的解释，它可以用于控制编译器的特定行为，比如指定内存对齐方式等。预编译后的结果是一个经过这些预处理操作后的中间文件，这个文件会被传递给编译器进行后续的编译，如语法分析、语义分析、代码生成等操作。
Qt 中信号和槽底层原理？
在 Qt 中，信号和槽是一种事件通信机制。信号是对象发出的事件通知，槽是接收并处理这些信号的函数。
底层实现上，信号和槽的连接是通过元对象系统（Meta - Object System）来完成的。Qt 中的类如果要使用信号和槽，需要使用Q_OBJECT宏进行声明。这个宏会为类添加元对象相关的代码。
当一个信号被发射时，实际上是通过内部的信号槽连接机制来查找与之相连的槽函数。这个机制涉及到元对象编译器（moc）生成的代码。moc 会在编译阶段对带有Q_OBJECT宏的类进行处理，生成额外的代码来实现信号和槽的功能。
信号和槽的连接是多对多的关系。一个信号可以连接多个槽，一个槽也可以连接多个信号。连接的过程中，Qt 会维护一个连接列表，记录信号和槽之间的关联。
从内存角度看，信号和槽的调用并不像普通函数调用那样直接。当信号发射时，会遍历连接列表，找到与之匹配的槽函数，然后通过一个间接的调用机制来调用槽函数。这个机制会考虑到信号和槽的参数匹配情况。如果信号和槽的参数不匹配，Qt 会尝试进行一些类型转换，以使得调用能够成功。
例如，一个按钮的点击信号（clicked）可以连接到一个槽函数，当按钮被点击时，就会调用这个槽函数来执行相应的操作，比如更新界面显示或者执行一些业务逻辑。这种机制使得 Qt 应用程序的不同对象之间能够方便地进行通信和交互，增强了程序的模块性和可维护性。
Qt 对事件的响应是同步的还是异步的？
Qt 的事件响应机制既可以是同步的也可以是异步的，具体取决于事件的类型和处理方式。
对于一些用户界面事件，如鼠标点击、键盘按键等，Qt 通常是按照同步的方式处理。当这些事件发生时，Qt 会立即调用相应的事件处理函数。例如，当用户点击一个按钮时，按钮的点击事件处理函数（通常是通过信号和槽连接的槽函数）会被同步调用。在这个函数执行期间，程序的其他部分可能会被阻塞，直到这个事件处理函数执行完毕。
然而，Qt 也支持异步事件处理。例如，在网络编程中，当使用 Qt 的网络模块（如 QTcpSocket）接收网络数据时，数据的接收可以通过信号和槽来实现异步处理。当有新的数据到达时，会发射一个信号（如 readyRead），这个信号可以连接到一个槽函数，而这个槽函数的执行可以是在主线程或者其他线程中，具体取决于连接的方式。
如果在一个单独的线程中处理这个信号对应的槽函数，那么这个事件的处理就是异步的，主线程可以继续执行其他任务，而不会被网络数据接收这个事件所阻塞。另外，Qt 还提供了一些机制，如定时器（QTimer），可以通过定时器事件来实现定时执行某些任务，定时器事件的处理也可以是异步的，它可以在后台定时触发，而不影响其他任务的正常进行。
Windows 和 Linux 编程有什么不同？比如应用层和系统层。
应用层：
在应用层，Windows 和 Linux 的图形用户界面（GUI）编程差异较大。
在 Windows 上，传统的 GUI 编程主要依赖于 Windows API（如 Win32 API），通过创建窗口、消息循环等来构建应用程序。例如，使用 CreateWindow 函数创建窗口，通过 GetMessage 和 DispatchMessage 函数处理消息循环。不过，现在也有更高级的框架如.NET 和 MFC（Microsoft Foundation Classes）用于 Windows GUI 开发。MFC 提供了面向对象的封装，使得开发更加方便。
在 Linux 上，GUI 编程有多种选择。一种是使用 X Window System，通过 Xlib 库进行底层的图形操作。但这种方式比较复杂，更常见的是使用高级的 GUI 库，如 GTK + 和 Qt。以 Qt 为例，它提供了跨平台的开发方式，在 Linux 上可以方便地构建具有良好用户体验的界面。
文件系统操作方面，Windows 使用的是 NTFS（New Technology File System）等文件系统，路径表示通常使用反斜杠（\），如 "C:\Program Files"。而 Linux 使用的是 ext4 等文件系统，路径使用正斜杠（/），如 "/home/user"。在文件操作函数上，Windows 有自己的一套 API，如 CreateFile、ReadFile 等，而 Linux 使用系统调用如 open、read 等，并且这些系统调用在 C 语言的标准库函数（如 stdio.h 中的 fopen 等）中也有对应的封装。
系统层：
在系统层，Windows 是一个闭源的操作系统，内核代码不对外公开。它的系统调用主要是通过 Windows API 暴露给应用程序。例如，进程和线程的创建在 Windows 中有 CreateProcess 和 CreateThread 等函数。
Linux 是开源操作系统，内核代码可以被查看和修改。系统调用是 Linux 编程的重要部分，通过 int 0x80 等指令（在较旧的系统中）或者 syscall 指令（在现代系统中）来调用内核服务。对于进程管理，Linux 使用 fork 函数来创建新进程，clone 函数用于创建线程，这些操作与 Windows 的方式有很大不同。
设备驱动方面，Windows 有自己的驱动开发模型（如 WDM - Windows Driver Model 和 WDF - Windows Driver Foundation），开发人员需要遵循微软的规范来开发设备驱动。在 Linux 中，设备驱动开发是内核开发的一部分，开发人员可以利用内核提供的接口（如字符设备和块设备接口）来编写驱动程序，并且可以利用开源社区的力量来完善和维护驱动。
进程间有哪些通信方式？
进程间通信（IPC）方式有多种。
管道（Pipe）是一种简单的通信方式，它分为无名管道和有名管道。无名管道主要用于具有亲缘关系（如父子进程）之间的通信。它基于文件描述符，在创建管道后，一个进程可以通过管道的写端写入数据，另一个进程通过读端读取数据。例如，在父进程创建管道后，通过 fork 函数创建子进程，子进程继承管道的文件描述符，从而实现父子进程之间的数据传输。不过，无名管道只能用于单向通信。有名管道（FIFO）则可以在无亲缘关系的进程间通信，它有一个文件名，不同的进程可以通过打开这个有名管道文件来进行通信，有名管道可以实现双向通信。
消息队列（Message Queue）是在系统内核中维护的一个消息链表。进程可以向消息队列发送消息，也可以从消息队列接收消息。消息队列中的每个消息都有一个特定的类型，接收进程可以根据消息类型有选择地接收消息。这就像一个邮局，不同的进程可以在这里收发 "信件"，这种方式比较灵活，不需要进程之间有直接的连接，而且消息的发送和接收是异步的。
共享内存（Shared Memory）是一种高效的通信方式。多个进程可以共享同一块内存区域，进程可以直接读写这块内存，就好像这块内存是自己进程内部的内存一样。不过，这种方式需要注意同步和互斥问题，因为多个进程同时访问共享内存可能会导致数据不一致。例如，两个进程同时对共享内存中的一个计数器进行加一操作，如果没有适当的同步机制，可能会出现错误的结果。
信号量（Semaphore）主要用于进程间的同步和互斥。它是一个计数器，可以用来控制对共享资源的访问。例如，一个停车场可以看作是一个共享资源，信号量可以表示停车场内剩余的车位数量。当车辆进入停车场时，信号量减一；当车辆离开时，信号量加一。在进程间通信中，信号量可以用来控制多个进程对共享内存或者其他临界资源的访问，避免冲突。
套接字（Socket）通信是一种更为通用的通信方式，它不仅可以用于同一台机器上的进程间通信，还可以用于不同机器之间的通信。基于 TCP/IP 协议的套接字通信可以实现可靠的面向连接的通信，而基于 UDP 协议的套接字通信则是无连接的，提供了更快的通信速度，但不保证数据的可靠性。例如，网络服务器和客户端之间通常使用套接字进行通信，服务器监听特定端口，客户端通过连接这个端口来建立通信链路。
共享内存的实现方式有哪几种？
共享内存主要有以下几种实现方式。
第一种是使用系统提供的共享内存 API。在 Linux 系统中，有 shmget、shmat 等函数来创建和使用共享内存。shmget 函数用于创建或获取一块共享内存区域，它返回一个共享内存标识符。例如，通过指定共享内存的大小等参数，就可以在系统内核中开辟一块共享内存。shmat 函数则用于将这块共享内存映射到进程的地址空间，这样进程就可以像访问自己的内存一样访问共享内存。在使用完毕后，需要使用 shmdt 函数解除映射，并且可以使用 shmctl 函数来控制共享内存的属性，如标记为删除等操作。
在 Windows 系统中，有 CreateFileMapping 和 MapViewOfFile 函数来实现类似的功能。CreateFileMapping 用于创建一个文件映射对象，这个对象可以用于共享内存。它可以将一块物理内存或者磁盘文件映射为共享内存。MapViewOfFile 函数则将这个文件映射对象映射到进程的地址空间，使得进程能够访问共享内存。
第二种是通过内存映射文件来实现共享内存。这种方式在很多操作系统中都有支持。内存映射文件将磁盘上的一个文件或者一段内存区域映射到进程的地址空间。在多个进程都将同一个文件或者内存区域映射到自己的地址空间后，就实现了共享内存。例如，一个数据库应用程序可能会将数据库文件映射到内存中，多个进程（如查询进程和更新进程）可以通过这个内存映射文件来访问和修改数据库内容，这种方式在处理大型文件或者需要高效共享数据的场景中非常有用。
还有一种是利用一些高级的库或者框架来实现共享内存。例如，在一些并行计算的框架中，会提供自己的共享内存管理机制。这些框架会在底层封装系统的共享内存 API 或者采用其他优化的策略，使得程序员可以更方便地使用共享内存进行数据共享和通信。这种方式通常会提供更高层次的抽象，减少了程序员直接操作系统 API 的复杂性。
共享内存锁相关原理及实现。
共享内存锁主要用于解决多个进程或线程同时访问共享内存时可能出现的数据不一致和冲突问题。
原理方面，锁本质上是一种互斥机制。当一个进程或线程获取了共享内存锁后，其他进程或线程在试图获取相同的锁时会被阻塞，直到锁被释放。这就好比一个房间只有一把钥匙，当一个人拿着钥匙进入房间（获取锁访问共享内存）后，其他人就无法进入，必须等这个人出来并归还钥匙（释放锁）。
在实现上，有多种方式。一种是使用操作系统提供的互斥锁（Mutex）。以 Linux 为例，通过 pthread_mutex_t 类型的互斥锁可以实现对共享内存的保护。首先需要初始化互斥锁，使用 pthread_mutex_init 函数。然后，在访问共享内存之前，使用 pthread_mutex_lock 函数来获取锁。例如，当一个进程要对共享内存中的数据进行写入操作时，它先获取锁，这样其他进程就无法同时进行写入或读取操作（如果是读写锁，情况会稍有不同，读写锁可以允许多个进程同时读取共享内存，但写入操作是互斥的）。当操作完成后，使用 pthread_mutex_unlock 函数释放锁。
信号量也可以用于实现共享内存锁的功能。信号量可以看作是一个计数器，通过控制信号量的值来控制对共享内存的访问。例如，初始时信号量的值为 1，表示共享资源（共享内存）可用。当一个进程要访问共享内存时，它会执行一个 P 操作（信号量减一），如果信号量的值大于等于 0，则可以继续访问；如果信号量的值小于 0，则进程会被阻塞。当进程访问结束后，执行 V 操作（信号量加一），通知其他等待的进程可以访问了。
在高级语言或库中，也有一些封装好的锁机制。比如在 C++ 的一些多线程库中，提供了类似于互斥锁的类，这些类在底层也是通过调用操作系统的相关 API 来实现的。它们可以方便地用于保护共享内存，在类的成员函数中对共享内存进行操作时，通过加锁和解锁操作来确保数据的安全和一致性。
对于跨平台，你是怎么考虑兼容性的？
跨平台兼容性是一个复杂但重要的问题。
首先，在代码层面，要尽量使用标准的编程语言特性。对于 C++ 来说，遵循 C++ 标准库的使用规范很重要。例如，使用标准的容器（如 vector、map 等）和算法（如 sort、find 等），这些在不同的平台上都有比较一致的实现和行为。避免使用平台特定的语言扩展或者非标准的库，除非有特殊的理由并且有相应的跨平台处理策略。
在库的选择上，优先选择跨平台的库。如果需要进行图形界面开发，像 Qt 这样的跨平台库是很好的选择。Qt 提供了统一的 API，可以在 Windows、Linux、Mac 等多种平台上开发出具有相似外观和功能的应用程序。对于网络编程，使用标准的套接字库（如 Berkeley Sockets API），它在不同平台上有一定的兼容性基础，并且可以通过一些封装来进一步增强跨平台性。
在文件系统和路径处理方面，要考虑不同平台的差异。如前面提到的，Windows 使用反斜杠作为路径分隔符，而 Linux 使用正斜杠。可以在代码中编写一些路径处理函数来统一处理路径，例如，将路径分隔符统一替换为一种标准形式，或者根据平台动态地选择正确的分隔符。
对于系统调用和底层功能，需要进行抽象和封装。例如，进程和线程的创建在不同平台有不同的方式。可以编写一个跨平台的进程 / 线程管理模块，在内部根据不同的平台调用相应的系统函数，对外提供统一的接口。这样，在移植代码到其他平台时，只需要修改这个模块内部的实现，而不需要对整个应用程序进行大规模的修改。
在编译和构建方面，使用跨平台的构建工具。例如，CMake 是一个很好的选择，它可以根据不同的平台生成相应的构建文件（如 Makefile for Linux 和 Visual Studio project for Windows）。并且可以通过配置文件来指定不同平台下的编译选项、库的链接路径等，从而方便地实现跨平台的编译和构建。
C++ 智能指针（如 unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr）的原理和使用场景。
unique_ptr 原理：
unique_ptr 是一种独占式智能指针。它的原理是在内部维护一个指向对象的指针，并且这个指针的所有权是唯一的。当 unique_ptr 被销毁时（例如超出作用域），它会自动释放所指向的对象。它通过移动语义来转移所有权，这意味着不能通过简单的赋值操作来复制 unique_ptr，因为这样会导致多个 unique_ptr 指向同一个对象，违背了独占的原则。例如，通过 std::move 函数可以将一个 unique_ptr 的所有权转移给另一个 unique_ptr。这种机制有效地避免了内存泄漏，因为对象的生命周期和 unique_ptr 的生命周期紧密相连。
unique_ptr 使用场景：
适用于那些具有明确生命周期的对象，并且对象的所有权应该是独占的情况。比如，在一个函数中动态分配了一个资源（如一个文件对象或者一个数据库连接），可以使用 unique_ptr 来管理这个资源。当函数结束时，unique_ptr 会自动释放资源。在自定义的类中，如果类中有一个成员是独占资源，也可以使用 unique_ptr 来管理，这样可以确保在类的对象被销毁时，资源能够正确地被释放。
shared_ptr 原理：
shared_ptr 是一种共享式智能指针。它内部使用引用计数机制来管理对象的生命周期。当一个 shared_ptr 指向一个对象时，引用计数会加一。每次复制一个 shared_ptr 时，引用计数也会相应地增加，因为又有一个指针共享了这个对象。当一个 shared_ptr 被销毁或者重新赋值时，引用计数会减一。当引用计数减为 0 时，说明没有任何 shared_ptr 指向这个对象了，此时就会自动释放所指向的对象。这种机制允许多个 shared_ptr 共享同一个对象的所有权，只要有一个 shared_ptr 在使用这个对象，对象就不会被释放。
shared_ptr 使用场景：
适合于多个对象需要共享同一个资源的情况。例如，在一个多线程的环境中，多个线程可能需要访问同一个数据结构，如一个共享的缓存对象。使用 shared_ptr 可以方便地管理这个缓存对象的生命周期，只要有一个线程还在使用这个缓存，对象就不会被销毁。在复杂的对象关系中，当一个对象可能被多个其他对象引用时，shared_ptr 也可以很好地处理对象的生命周期管理。
weak_ptr 原理：
weak_ptr 是一种辅助 shared_ptr 的智能指针。它本身不会增加所关联的 shared_ptr 对象的引用计数。它主要用于解决 shared_ptr 可能出现的循环引用问题。例如，有两个对象 A 和 B，A 中有一个 shared_ptr 指向 B，B 中也有一个 shared_ptr 指向 A，这样就会导致它们的引用计数永远不会为 0，从而造成内存泄漏。weak_ptr 可以指向一个由 shared_ptr 管理的对象，当需要访问这个对象时，可以通过 lock 函数将 weak_ptr 转换为 shared_ptr，如果对象还存在，就可以正常访问，否则返回一个空的 shared_ptr。
weak_ptr 使用场景：
用于打破循环引用的情况。在一些复杂的对象层次结构或者对象关系图中，当可能出现循环引用时，使用 weak_ptr 来代替部分 shared_ptr 可以有效地避免内存泄漏。例如，在一个观察者模式的实现中，观察者对象和被观察对象之间可能会出现这种复杂的引用关系，使用 weak_ptr 可以确保在适当的时候对象能够被正确地销毁。
malloc、free 内存管理机制。
malloc 是 C 和 C++ 语言中用于在堆内存中动态分配内存的函数。当调用 malloc 时，它会向操作系统请求一块指定大小的连续内存空间。例如，如果想要分配一个包含 10 个整数的数组的内存空间，可以使用int* ptr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));。malloc 的工作原理是它在堆内存中寻找一块足够大的空闲内存块。它维护了一个内存分配的信息表，用于记录哪些内存块是已分配的，哪些是空闲的。这个信息表可以帮助它找到合适大小的空闲内存块来满足分配请求。
但是，malloc 分配的内存是未初始化的，这意味着其中可能包含垃圾数据。在使用这块内存之前，通常需要对其进行初始化操作。另外，malloc 返回的是一个void*类型的指针，在 C++ 中需要进行显式的类型转换才能正确地使用。
free 函数则是用于释放由 malloc 分配的内存。当不再需要使用通过 malloc 分配的内存时，应该及时调用 free 函数来释放内存，避免内存泄漏。例如，对于前面分配的数组内存，使用完后可以通过free(ptr);来释放。free 函数的工作原理是将所释放的内存块标记为空闲状态，这样这块内存就可以被后续的 malloc 调用重新分配。它会将释放的内存块重新合并到空闲内存块列表中，根据一定的算法（如最佳适配、首次适配等）来管理这些空闲内存块，以便更高效地满足后续的内存分配请求。不过，需要注意的是，使用 free 函数时必须传递正确的指针，即由 malloc 或者其他相关函数（如 calloc、realloc）返回的指针，并且不能多次释放同一块内存，否则会导致程序出现错误。
链接分为动态链接和静态链接。那有什么区别？
静态链接是在程序编译时将所需的库文件（如.a 文件在 Linux 下或者.lib 文件在 Windows 下）的代码和数据直接复制到可执行文件中。当程序链接静态库时，链接器会把静态库中被使用的函数和变量的代码提取出来，与程序的目标文件组合在一起，生成最终的可执行文件。
例如，一个程序使用了静态数学库，在链接阶段，数学库中诸如加法、乘法等函数的代码会被直接复制到可执行文件中。这样做的好处是可执行文件是独立的，不需要依赖外部的库文件就可以运行。它在不同的环境下都可以直接执行，因为所有需要的代码都已经包含在其中了。但是，这也会导致可执行文件的体积较大，因为包含了库的代码。而且，如果库的代码有更新，需要重新编译整个程序才能使用新的库代码。
动态链接则是在程序运行时才将所需的库文件（如.so 文件在 Linux 下或者.dll 文件在 Windows 下）加载进来。可执行文件中只包含对动态库中函数和变量的引用，而不是实际的代码。当程序运行时，操作系统的动态链接器会根据这些引用找到对应的动态库，并加载库中的代码到内存中供程序使用。
以一个使用动态图形库的程序为例，在程序运行时，动态链接器会查找并加载图形库的动态链接库文件。这样的好处是多个程序可以共享同一个动态库，减少了磁盘空间和内存的占用。如果动态库更新了，只要接口不变，程序不需要重新编译就可以使用新的库版本。然而，动态链接的程序依赖于动态库的存在，如果动态库丢失或者版本不匹配，程序可能无法正常运行。
C++11 新特性。
C++11 带来了许多重要的新特性。
一是自动类型推断的变量声明，使用auto关键字。例如，auto i = 5;，编译器会自动推断i的类型为int。这在处理复杂的类型，如迭代器时非常有用。当使用标准容器的迭代器时，迭代器的类型可能很长且复杂，通过auto可以简化代码的书写。比如，std::vector<int> v; auto it = v.begin();，编译器会自动确定it是std::vector<int>::iterator类型。
智能指针的增强也是 C++11 的一个重要方面。std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr提供了更安全的内存管理方式。std::unique_ptr用于独占资源的管理，它通过移动语义来确保资源的独占性。std::shared_ptr采用引用计数机制，允许多个指针共享一个资源。std::weak_ptr主要用于解决std::shared_ptr可能出现的循环引用问题。
新的范围 for 循环语法，例如std::vector<int> v = {1, 2, 3}; for (int i : v) { std::cout << i << " "; }，这种语法使得遍历容器变得更加简洁明了。它可以用于遍历数组、标准容器等支持迭代器的类型，在内部自动处理迭代器的初始化、递增和结束条件判断等操作。
C++11 还引入了 lambda 表达式。它允许在代码中创建匿名函数。例如，auto func = [](int x) { return x * 2; }; std::cout << func(3);，这里定义了一个简单的 lambda 函数，它接受一个整数参数并返回其两倍的值。lambda 表达式在函数式编程风格的代码、事件处理等场景中非常有用，可以方便地传递小型的函数作为参数。
另外，还有线程库的支持。std::thread使得在 C++ 中进行多线程编程更加方便。可以通过创建std::thread对象来启动一个新线程，并且可以使用std::mutex、std::lock_guard等工具来进行线程间的同步和互斥操作。
C++11 左值和右值的区别，右值作为参数传递，所传递的那个函数参数的书写方式。
在 C++11 中，左值和右值有明显的区别。
左值是指那些可以在表达式左边出现的表达式，通常有持久的存储，能够被取地址。例如，一个变量名就是典型的左值。像int a = 5;中的a就是左值，它在内存中有确定的存储位置，可以通过&a获取它的地址，并且可以对它进行多次赋值操作，如a = 10;。左值可以出现在赋值运算符的左边，因为它代表了一个可以存储值的实体。
右值是指那些不能在表达式左边出现的表达式，它要么是一个临时的值，要么是一个不具有持久存储的对象。例如，一个字面常量就是右值，像5这个整数常量就是右值，它没有自己的存储位置（在表达式层面），不能被取地址（在通常情况下），并且不能出现在赋值运算符的左边（5 = a;是不合法的）。函数返回的临时对象也是右值。比如int add(int x, int y) { return x + y; }，add(1, 2)这个表达式返回的结果是一个右值。
当右值作为参数传递时，在 C++11 中可以利用右值引用。右值引用的形式是&&。例如，有一个函数void func(int&& rvalue) { // 函数体 }，当传递一个右值给这个函数时，就可以通过右值引用来接收。右值引用主要用于优化资源管理和移动语义。像在移动构造函数和移动赋值运算符中，右值引用可以高效地将一个临时对象的资源（如动态分配的内存）转移到另一个对象中，而不是像传统的拷贝操作那样进行复制。例如，对于一个自定义的类MyClass，它的移动构造函数可以写成MyClass(MyClass&& other) { // 资源转移操作 }，当一个右值（如一个即将销毁的临时对象）传递给这个移动构造函数时，就可以实现资源的高效转移。