【C++类与对象高频面试问题总结2】

一、类与面向对象基础

问题1：C++中class和struct的主要区别是什么？

核心区别：

1. 默认访问权限：class默认成员为private，struct默认为public（继承方式默认也不同，class默认私有继承，struct默认公有继承）。
2. 设计初衷：class强调封装（数据+方法），struct兼容C语言结构体（纯数据聚合），但C++中struct可完全替代class功能。

选择建议：需要访问控制时用class，纯数据集合可用struct，依团队规范统一。

问题2：什么是封装？C++如何实现封装？

封装：将数据与操作结合，隐藏内部细节，仅暴露必要接口。
实现：通过访问限定符：

• public：类外可直接访问（接口函数）。
• private：仅类内访问，需通过公有函数操作（数据校验）。
• protected：派生类可访问（继承时使用）。

示例：将成员变量设为private，提供public的Init()和Print()函数管理数据，避免外部直接篡改。

二、类的作用域与内存模型

问题1：类对象的内存大小如何计算？成员函数是否占内存？

计算规则：

• 仅计算成员变量，遵循内存对齐（对齐数取成员大小与编译器默认值的较小值，总大小为最大对齐数的倍数）。
• 成员函数、静态成员不占对象内存（存于代码段，共享）。

特殊情况：

• 空类对象大小为1字节（编译器插入占位符，确保地址唯一）。
• 包含private成员的对象，大小仅与成员变量有关（访问权限不影响内存布局）。

问题2：this指针的作用和特性是什么？

作用：编译器为非静态成员函数添加的隐藏参数，指向当前调用对象，用于访问成员变量。
特性：

• 类型：类类型* const（指针常量，指向不可变；const成员函数中为const 类类型* const）。
• 作用域：仅在成员函数内可见，调用时自动传递（无需显式声明）。
• 可空性：允许nullptr调用不访问成员的函数（如ptr->Func()，Func无成员访问）。

三、默认成员函数

问题1：默认构造函数的形式及适用场景？

三种形式：

1. 无参构造函数：Date()。
2. 全缺省构造函数：Date(int year = 1970, int month = 1, int day = 1)。
3. 编译器生成：用户未定义时自动生成（仅初始化自定义类型成员，内置类型为随机值）。

建议使用全缺省：支持无参/有参调用，避免二义性（与无参构造函数共存会报错）。

问题2：拷贝构造函数的参数为何必须是引用？

原因：值传递会递归调用拷贝构造函数，导致栈溢出（创建实参副本时需调用自身）。
正确写法：const T&引用传递（避免拷贝，支持常量对象和临时对象）。

示例：

Date::Date(const Date& d) { /* 深拷贝逻辑 */ } // 正确
Date::Date(Date d) { /* 错误：递归调用 */ }

问题3：浅拷贝与深拷贝的区别？

对比项	浅拷贝	深拷贝
定义	复制指针地址（共享内存）	复制指针指向的内容（独立内存）
风险	析构时重复释放，野指针	安全释放独立资源
实现	编译器默认生成	需手动编写拷贝构造/赋值重载
场景	无动态资源的类	含指针/动态内存的类（如String、Stack）

四、运算符重载与const成员

问题1：哪些运算符不能重载？重载时的注意事项？

不能重载的运算符（5个）：
.、::、.*、?:、sizeof。

注意事项：

• 不能创建新运算符，需作用于自定义类型（避免修改内置类型行为）。
• 成员函数左操作数为this，全局函数常用友元（如operator<<需访问私有成员）。

问题2：const成员函数的作用是什么？

作用：

• 修饰this指针为const T* const，确保函数不修改成员变量（只读接口）。
• 允许const对象调用（如const Date d; d.Print();）。

示例：

void Print() const { /* 仅读取成员，不能修改 */ }

五、友元与初始化列表

问题1：友元函数和友元类的区别？

友元函数：类外函数，用friend声明，可访问类的私有/保护成员（常用于运算符重载，如operator<<）。
友元类：整个类获得访问权限，友元关系单向且不可传递（A是B的友元，B不一定是A的友元）。

注意：友元破坏封装性，需谨慎使用，仅开放必要访问权限。

问题2：为什么必须用初始化列表初始化const成员？

原因：

• const成员/引用成员必须在定义时初始化，构造函数体中只能赋值（无法初始化常量）。
• 自定义类型成员若没有默认构造函数，需在初始化列表显式调用其带参构造函数。

示例：

class A {const int _N;
public:A(int n) : _N(n) {} // 必须在初始化列表初始化
};

六、静态成员与内部类

问题1：静态成员变量的特性？

特性：

• 属于类，所有对象共享，需在类外初始化（C++11允许类内给const static成员赋默认值）。
• 静态成员函数无this指针，只能访问静态成员（用于与类相关但无对象依赖的功能，如计数器）。

示例：

class Counter {static int s_count; // 类内声明static int GetCount() { return s_count; }
};
int Counter::s_count = 0; // 类外初始化

问题2：内部类的特性？

特性：

• 独立类，通过外部类域访问（如Outer::Inner）。
• 内部类默认是外部类的友元，可访问其私有成员，但外部类不是内部类的友元（需显式声明）。

回答技巧总结

1. 概念对比：清晰区分易混点（如class vs struct、浅拷贝 vs 深拷贝）。
2. 内存模型：强调对象大小仅含成员变量（对齐规则），成员函数不占对象内存。
3. this指针：理解其隐藏参数性质，及const对this的修饰效果。
4. 封装实践：通过示例说明访问限定符的使用，避免过度暴露私有成员。
5. 资源管理：掌握“三巨头”（构造、析构、拷贝构造）的协作，处理动态资源时需深拷贝。

通过以上高频问题的梳理，可系统掌握C++类与对象的核心知识点，应对面试中的深度提问。