C++ 从 0 入门（六）｜C++ 面试必知：运算符重载、异常处理、动态内存进阶（终极补充）

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

class Person
{
public:
    int age;
    Person(int a) { age = a; }

    // 重载 + 运算符（成员函数）
    Person operator+(const Person& p)
    {
        Person temp(0);
        temp.age = this->age + p.age; // this指向当前对象
        return temp;
    }
};

int main()
{
    Person p1(20), p2(18);
    Person p3 = p1 + p2; // 等价于 p1.operator+(p2)
    cout << "年龄和：" << p3.age << endl; // 输出38
    return 0;
}

示例 2：重载 << 运算符（友元函数，高频）

实现 cout 直接输出自定义对象（笔试常考）：

cpp 复制代码

class Person
{
private:
    string name;
    int age;
    // 友元函数重载 <<
    friend ostream& operator<<(ostream& cout, const Person& p);

public:
    Person(string n, int a) : name(n), age(a) {}
};

// 友元函数重载 <<（类外定义）
ostream& operator<<(ostream& cout, const Person& p)
{
    cout << "姓名：" << p.name << "，年龄：" << p.age;
    return cout; // 返回cout，支持链式输出（如cout << p1 << p2）
}

int main()
{
    Person p("张三", 20);
    cout << p << endl; // 直接输出对象，等价于 operator<<(cout, p)
    return 0;
}

面试常问

为什么 << 运算符重载要用友元函数？答：因为 cout 是 ostream 类的对象，若用成员函数重载，左操作数必须是当前类对象（如 p << cout），不符合使用习惯；友元函数可让左操作数是 cout，右操作数是自定义对象，符合常规用法。

三、异常处理（try-catch-throw，面试必问）

1. 核心作用

捕获程序运行时的异常（如除 0、数组越界、动态内存申请失败），避免程序直接崩溃，提高程序健壮性。

2. 核心语法（面试必背）

cpp 复制代码

try
{
    // 可能出现异常的代码
    throw 异常值; // 抛出异常
}
catch (异常类型1)
{
    // 捕获并处理异常类型1
}
catch (异常类型2)
{
    // 捕获并处理异常类型2
}
catch (...)
{
    // 捕获所有类型异常（兜底）
}

代码示例（面试常考场景）

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

// 除法函数，抛出除0异常
int divide(int a, int b)
{
    if (b == 0)
    {
        // 抛出异常（可抛出任意类型：int、string等）
        throw "除0错误！";
    }
    return a / b;
}

int main()
{
    int x = 10, y = 0;
    try
    {
        int res = divide(x, y); // 可能出现异常
        cout << "结果：" << res << endl;
    }
    catch (const char* err) // 捕获char*类型异常
    {
        cout << "异常捕获：" << err << endl; // 输出异常信息
    }
    catch (...) // 兜底，捕获所有未匹配的异常
    {
        cout << "未知异常！" << endl;
    }

    // 异常处理后，程序继续执行（不会崩溃）
    cout << "程序正常执行完毕" << endl;
    return 0;
}

面试常问

C++ 异常处理的优点？答：分离异常检测和异常处理代码，提高代码可读性、可维护性；避免程序直接崩溃，增强程序健壮性。
throw 抛出的异常，必须被 catch 捕获吗？答：不一定；若未被 catch 捕获，会调用系统默认异常处理函数，程序依旧会崩溃。

四、动态内存进阶（new/delete、智能指针，面试高频）

1. C++ 动态内存管理（new/delete，替代 C 语言 malloc/free）

核心区别（面试必问）

对比维度	new/delete（C++）	malloc/free（C）
本质	运算符（不是函数）	库函数
类型检查	有严格类型检查	无类型检查（返回 void*）
构造 / 析构	自动调用构造 / 析构	不调用，需手动初始化 / 释放
内存分配	直接分配对应类型内存	需手动计算内存大小

代码示例

cpp 复制代码

#include <iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
    Person() { cout << "构造调用" << endl; }
    ~Person() { cout << "析构调用" << endl; }
};

int main()
{
    // 1. 动态分配单个对象
    Person* p1 = new Person; // 自动调用构造
    delete p1; // 自动调用析构，释放内存
    p1 = nullptr; // 置空，避免野指针

    // 2. 动态分配数组
    Person* p2 = new Person[3]; // 调用3次构造
    delete[] p2; // 必须加[]，否则只调用1次析构，内存泄漏
    p2 = nullptr;

    return 0;
}

面试坑点

动态分配数组时，delete 必须加 []，否则会导致内存泄漏；
new 申请内存失败时，会抛出 bad_alloc 异常（C++11 后）；
避免内存泄漏：new 和 delete 必须成对出现，最好用智能指针管理。

2. 智能指针入门（面试高频，了解即可）

核心作用

自动管理动态内存，无需手动 delete，彻底避免内存泄漏（面试常问 "如何避免内存泄漏"，智能指针是核心答案）。

常用智能指针（面试必记）

unique_ptr：独占所有权，一个智能指针只能指向一个对象，不能拷贝；
shared_ptr：共享所有权，多个智能指针可指向同一个对象，自动计数，计数为 0 时释放内存；
weak_ptr：辅助 shared_ptr，解决循环引用问题。

代码示例（unique_ptr，最基础）

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory> // 智能指针头文件
using namespace std;

class Person
{
public:
    ~Person() { cout << "析构调用，内存释放" << endl; }
};

int main()
{
    // 智能指针自动管理内存，无需手动delete
    unique_ptr<Person> p(new Person);
    // 自动释放，无需写delete
    return 0;
}

面试常问

如何避免 C++ 内存泄漏？答：1. new 和 delete 成对出现；2. 使用智能指针（unique_ptr/shared_ptr）；3. 避免野指针，及时置空；4. 析构函数中释放动态内存。

五、本章核心总结（面试速记）

运算符重载：让自定义对象可使用运算符，<< 重载常用友元，不能重载 5 个特殊运算符；
异常处理：try 捕获、throw 抛出、catch 处理，避免程序崩溃，提高健壮性；
动态内存：new/delete 自动调用构造 / 析构，智能指针可自动管理内存，避免泄漏；