C++核心知识点全解析（三）

1. C++ 中的 define 和const 的区别 ？

回答重点

如果单纯从定义常量的角度，优先使用const:

1. #define 是一个预处理指令，用于定义宏，但它只是在预处理阶段进行文本替换，并不进行类型检查，且出现问题后调试起来困难。

2. const 是一个关键字，用于定义常量，它在编译时确定类型和值，并且具有类型安全的特点。

扩展知识

1. 作用机制:

• #definex10 只是在预处理阶段，将所有出现的 x替换为 10，这种替换在编译之前(预处理阶段)完成，不进行任何类型检查。因此，#define 它既可以用于定义常量，也可以用于定义宏函数.

• constintx= 10 则是在编译阶段真真实实的定义了一个类型为 int 的常量 x，并赋值为 10。这种处理不仅能保留类型信息，还能进行常规的语法和语义检查。

2. 类型安全:

• #define 没有类型，一切都是文本替换，所以在操作上更容易出现错误。比如#define PI 3.14，当用在一个整数运算中时可能不会得到预期的结果。

• const 有完整的类型信息，编译器可以对其进行类型检查和类型转换。

3. 作用域:

• #define 定义的宏在整个源文件中保持有效，直到被 #undef(取消宏定义)

• const 则遵循C++的作用域规则，仅在定义的作用域内有效。

4. 调试和编译输出:

• #define 的调试过程中，宏的值无法直接在调试器中看到，因为它只是一个文本替换。而且，如果宏定义中存在错误，比较难排查到具体错误。

• const 可以被调试器识别和追踪，调试时方便查看变量值和类型。

示例代码对比：

// using #define
#define PI 3.14159

int main() {
    double area = PI * 10 * 10; // 没有类型检查，只是文本替换
}

// using const
const double pi = 3.14159;

int main() {
    double area = pi * 10 * 10; // 类型安全，编译器知道pi是个double类型
}

总结，在定义常量方面，const 更具优势，特别是在类型安全和可调试性方面，因此在大部分情况下，我会推荐使用 const 而不是 #define.

另外，现代C++更倾向于使用 constexpr 关键字来定义编译时常量，它比 const 更有优势，因为它保证了表达式尽量在编译期计算，代码性能更优。

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2. C++ 中 char*、 const char*、*char* const、const char* const 的区别？

回答重点

一个小技巧，从后往前读:

1. char*: 这是一个指向 char 类型数据的指针，指针以及它指向的数据都是可变的。可以改变指针的指向和指向的数据。

2. const char*：指向const char，这是一个指向 const char类型数据的指针。指针本身是可变的，但指针指向的数据是不可变的。简单来说，可以改变指针的指向，但不能改变它指向的数据内容。

3. char* const：const修饰char*，这是一个指向 char 类型数据的常量指针。指向的数据是可变的，但指针本身是不可变的。也就是说，不能改变指针的指向，但能修改指向的数据。

4. const char*const: 这是一个指向 const char 类型数据的常量指针。指针和指向的数据都是不可变的，也就是既不能改变指针的指向，也不能修改指针指向的数据。

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3. C++ 中 inline 的作用？它有什么优缺点？

回答重点

inline的作用是建议 编译器将函数调用替换为函数体，以减少函数调用的开销，和宏比较类似。使用 inline 函数的目的一定是希望可以提高程序的运行效率，特别是那些频繁调用的小函数。

优点:

1. 降低函数调用的开销，原理就是因为省去了调用和返回的指令开销。

2. 如果函数体较小，可以提高代码执行的效率。

缺点:

1. 容易导致代码膨胀，整个可执行程序体积变大，特别是当inline函数体较大且被多次调用时。

2. 内联是一种建议，编译器可以选择忽略inline 关键字。

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4. C++ 中 数组 和 指针的区别

回答重点

主要的区别可以总结为以下几点:

1. 内存分配:

• 数组:编译器会在栈上为数组的所有元素分配连续的内存空间。

• 指针:指针本身只占用一个内存单元(通常是4或8字节)，它存储的是一个地址。初始化指针之后，可以通过动态内存分配(例如使用new或malloc)来分配内存。

2. 固定与动态大小:

• 数组:数组的大小在声明时就确定了，数组的大小需要是常量，无法在运行时改变。

• 指针:指针比较灵活，它指向的内存如果是堆内存，可以在运行时动态分配和释放内存，灵活性更好。

3. 类型安全性:

• 数组:数组在声明时绑定了具体的类型，编译器在访问数组时可以进行类型检查。

• 指针:指针声明时也有类型，但指针所指向的内存地址可以重新赋值，容易引起类型不匹配的问题，可能导致运行时错误，特别是指针类型经常转换的场景，比如int*转void*等等。

4. 运算操作:

• 数组:数组名可以看作是数组首元素的常量指针，但不能直接进行算术运算(如++或--)

• 指针:指针变量可以直接进行算术运算，比如递增、递减操作，从而访问不同的位置。

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5. C++ 中 sizeof 和 strlen 的区别？

回答重点

两者的功能其实有很大区别:

1. sizeof是一个编译时运算符，用于获取一个类型或者对象的大小(以字节为单位)。sizeof 在编译时计算结果，不涉及实际内容。

2. strlen是一个库函数，用于计算C风格字符串的长度(不包括终止字符'0')。strlen是在运行时计算结果的，因为它需要遍历字符串内容。

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6. C++ 中 extern 有什么作用？extern "C" 有什么作用？

回答重点

在C++中，"extern"关键字有两个主要作用:

1. 声明变量的外部链接:当一个变量在一个文件中声明，但在另一个文件中定义时，我们可以使用"extern"关键字来告知编译器该变量在其他地方定义，避免编译器的编译错误。

2. extern"C":在导出C++函数符号时，通过extern"C"，可以保证导出的符号为C符号，而不是C++的符号(name mangling)，这样可以更好的做兼容。比如llvm编译器导出的库，通过C符号可以做到MSVC编译器也可以正常链接使用。

扩展知识

变量的外部链接

假设我们有两个文件main.cpp 和 helper.cpp，并且我们想在main.cpp 中使用在 helper.cpp 中

定义的变量。

main.cpp

#include <iostream>
extern int count;  // 告诉编译器，count变量在其他地方定义了
int main() {
    std::cout << "Count: " << count << std::endl;
    return 0;
}

helper.cpp

int count = 10;

当我们编译 main.cpp时，编译器会知道count变量在别的地方定义了。

Extern "C"

通过extern"C"，可以将C++函数的符合导出为C符号

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

__declspec(dllexport) void F() {}

#ifdef __cplusplus
}
#endif

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