1. 不能重载的运算符

在 C++ 里，并非所有运算符都能被重载，不能重载的运算符及其原因如下：

• .（成员访问运算符）：用于访问对象的成员，若重载可能导致对象成员访问方式混乱，破坏封装性，编译器也无法确保访问的正确性。
• .*（成员指针访问运算符）：用于通过成员指针访问对象成员，逻辑复杂且与对象内存布局紧密相关，重载可能引发内存访问错误。
• ::（作用域运算符）：用于区分不同作用域的标识符（如类、命名空间），其功能是编译器的作用域解析，不涉及运行时操作，重载无实际意义。
• ? :（条件运算符）：是三目运算符，语法结构特殊（需要三个操作数），且运算逻辑与流程控制相关，重载会导致语法解析困难，破坏代码可读性。
• sizeof（长度运算符）：用于计算类型或变量的大小，其结果在编译期确定，与具体对象无关，重载会改变基本类型长度的计算规则，导致系统级错误。
• typeid（类型识别运算符）：用于获取变量或表达式的类型信息，是 C++ 运行时类型识别（RTTI）的核心机制，重载会破坏类型系统的一致性。

2. 函数重载判断依据

在 C++ 中，能作为函数重载判断依据的有：

• 参数类型：例如void func(int x)和void func(double x)，因参数类型不同可构成重载。
• const：例如void func(int* ptr)和void func(const int* ptr)，因const修饰符不同可构成重载。
• 参数个数：例如void func(int x)和void func(int x, int y)，因参数个数不同可构成重载。
  而返回类型不能作为函数重载的判断依据，因为仅返回类型不同的函数，编译器无法在调用时区分。

3. list 删除元素与迭代器失效

在 C++ 中，list删除任意一个元素不会导致其他迭代器失效。因为list是双向链表结构，被删除元素两边的元素的迭代器指针会自动更新，其他迭代器不受影响。

4. C++ 中的类型转换

• static_cast（基础转换）：用于基础类型之间的转换，如double d = static_cast<double>(42);（整数转双精度浮点数）。
• dynamic_cast（多态下行转换）：用于多态场景下的下行转换，需类有虚函数，例如：

  class Base { virtual void f() {} }; 
  class Derived : public Base {}; 
  Base* b = new Derived; 
  Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(b);
  

• const_cast（去除const）：用于去除指针或引用的const属性，例如const int* cptr = new int(10); int* ptr = const_cast<int*>(cptr);。
• reinterpret_cast（底层二进制转换）：用于底层二进制位的重新解释转换，例如int* p = new int(5); long addr = reinterpret_cast<long>(p);（指针转数值表示存储地址）。

5. 引用的本质

引用的本质是对指针的封装，底层是通过const的指针实现的，因此本身引用具有const语义，不能重新绑定。引用本质如int &ref = a;等价于int * const ptr = &a;。

6. 非静态成员函数与this指针

在 C++ 中每个非静态成员函数都隐含一个指向当前对象的this指针，其类型由成员函数是否为const决定。非const成员函数的this指针类型为类类型* const，可以修改类的成员变量；而const成员函数的this指针类型为const 类类型* const，不能修改非mutable修饰的类内变量，只能修改用mutable修饰的变量（const必须放在函数的后面，且只有类内的函数可以有这个const）。例如：

class MyClass {
private:
    int a; // 非mutable成员（受const函数限制）
    mutable int b; // mutable成员（不受const函数限制）
public:
    MyClass(int a_, int b_) : a(a_), b(b_) {}
    // 非const成员函数，this指针类型为 MyClass* const
    void modifyNonConst() {
        a = 100; // 合法，通过非const this修改非mutable成员
        b = 200; // 合法，修改mutable成员
    }
    // const成员函数，this指针类型为 const MyClass* const
    void modifyConst() const {
        // a = 300; // 非法，const this不能修改非mutable成员
        b = 400; // 合法，mutable成员不受const限制
    }
    void print() const {
        std::cout << "a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
    }
};

7. 万能引用与完美转发

万能引用是指用&&从模板参数推导T&&创造的右值引用或左值引用的类型。当使用完美转发时，T&&会折叠为左值引用（当传入左值时）或右值引用（当传入右值时）。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
// 模板函数中的万能引用（能推导的类型）
template <typename T>
void func(T&& x) { // x 是万能引用
    cout << "确定成功" << endl;
}
int main() {
    int a = 30;
    func(a); // 万能引用绑定左值a，正确
    func(30); // 万能引用绑定右值30（临时对象），正确
    func(a + 7); // 万能引用绑定右值（表达式结果是临时对象），正确
    return 0;
}

8. 类的大小计算

以class A为例，在 64 位机中，类的大小计算需考虑成员变量的大小、内存对齐以及是否有虚函数（虚函数会带来虚函数表指针，占 8 字节）。

• 不含virtual的类：
  • 类中成员变量按声明顺序，遵循内存对齐规则排列，填充字节用于满足对齐要求。静态成员变量和非虚成员函数不占类的实例内存。
  • 以示例类为例，int64_t A占 8 字节（地址 0 - 7），short B占 2 字节（地址 8 - 9），char C占 1 字节（地址 10），之后为满足void* p（占 8 字节，需 8 字节对齐），填充 5 字节（地址 11 - 15），void* p占 8 字节（地址 16 - 23），最终类大小需根据各成员及填充情况，按最大对齐数（此处为 8）调整为整数倍。
• 含virtual的类：
  • 会额外增加一个vptr（虚函数表指针，8 字节），通常位于类内存最开始位置。
  • 同样按成员声明顺序和内存对齐规则计算，vptr占 8 字节（地址 0 - 7），之后int64_t A占 8 字节（地址 8 - 15），short B占 2 字节（地址 16 - 17），char C占 1 字节（地址 18），为满足void* p（8 字节对齐），填充 5 字节（地址 19 - 23），void* p占 8 字节（地址 24 - 31），总大小按最大对齐数（8）调整，最终为 32 字节。

9. 多线程相关说法判断

下面的说法是否正确以及为什么？

1.使用condition_variable必须搭配互斥锁来保持临界区，通常配合lock_guard

2.当线程被notifiy_one或者notify_all唤醒，会立即重新获取锁，且wait的解锁、阻塞、唤醒、加锁是原子性的

3.调用wait(lock,predicate)时，必须先持有锁。该函数会检查predicate的条件，日光返回true则继续执行，否则就释放锁并阻塞线程直到被唤醒。

4.wait函数底层实现是一个if

• 错误。condition_variable 需搭配 unique_lock<mutex>，而非 lock_guard。因 wait 需临时释放锁再重新获取，lock_guard 不支持手动解锁 / 加锁，无法满足需求。

• 正确。wait 的 “解锁→阻塞” 是原子操作，避免通知丢失；被唤醒后会立即重新获取锁，保证线程安全。

• 正确。调用 wait(lock,predicate) 需先持有锁，若条件为 true 则继续；否则释放锁并阻塞，直到被唤醒后重新检查。

• 错误。wait 底层用 while 循环而非 if，以处理虚假唤醒，确保条件满足才继续执行。例如：

• while (!predicate()) {
      cv.wait(lock);
  }
  

16. 模板的定义位置

在 C++ 中，模板的定义通常需要放在头文件中，而非源文件中。因为模板是在编译期根据使用的类型进行实例化的，若放在源文件中，其他源文件无法看到模板的完整定义，会导致链接错误。例如将模板add的定义放在头文件template_example.h中：

// template_example.h
#ifndef TEMPLATE_EXAMPLE_H
#define TEMPLATE_EXAMPLE_H
template <typename T>
T add(T a, T b) {
    return a + b;
}
#endif

在main.cpp中包含该头文件并实例化模板：

#include "template_example.h"
#include <iostream>
int main() {
    std::cout << add(2, 3) << std::endl; // 实例化int版本
    std::cout << add(2.5, 3.5) << std::endl; // 实例化double版本
    return 0;
}

17. vector的reserve与resize

• reserve(100)的作用：reserve(n)的功能是预先分配至少能容纳n个元素的内存空间，执行后v.capacity()的值必然≥100（若原容量小于 100，则扩容至 100；若原容量已≥100，则不改变）。
• resize(50)的作用：resize(n)的功能是调整容器中实际元素的数量为n（若n小于当前元素数，则删除多余元素；若n大于当前元素数，则添加默认构造的元素）。但resize不会改变容器的容量（capacity），更不会减小容量。

https://github.com/0voice