你經(jīng)歷過哪些優(yōu)秀的C++面試？

電子設(shè)計(jì)聯(lián)盟

點(diǎn)擊上方藍(lán)色字體，關(guān)注我們
一個高質(zhì)量的 C++ 面試，通常不會僅僅停留在語法或簡單的算法題上，而是要求候選人展示他們在實(shí)際開發(fā)中對語言特性和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入理解。
9 h4 B' ]; h( J4 s' _
) _0 ~! w3 V8 f7 m/ u
% j- c6 j) H% k7 H# t會考察你對內(nèi)存管理、并發(fā)編程、虛函數(shù)機(jī)制、模板元編程等復(fù)雜特性如何應(yīng)用于真實(shí)項(xiàng)目，并常伴隨一些深入的追問，以評估候選人解決問題的能力、代碼優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)以及系統(tǒng)架構(gòu)的思維。
+ S# o$ y' N! f% d/ |2 Y1
內(nèi)存管理與指針
問題：解釋 C++ 中的智能指針（如 std::unique_ptr 和 std::shared_ptr）的原理，及其使用場景。如何避免循環(huán)引用？

考察點(diǎn)：

對動態(tài)內(nèi)存分配的理解。

RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 的理解。

智能指針的內(nèi)部機(jī)制，如引用計(jì)數(shù)和弱指針。

如何避免循環(huán)引用，通常會涉及到 std::weak_ptr 的使用。

. ~' A4 C/ k6 n/ [深入問題：你是否能設(shè)計(jì)一個自定義智能指針？它如何與標(biāo)準(zhǔn)庫智能指針的效率比較？
2
多線程與并發(fā)編程
: V8 V9 k8 H7 w. ^0 {問題：在多線程環(huán)境下如何使用 std::mutex 和 std::lock_guard 來保護(hù)共享數(shù)據(jù)？解釋 C++11 標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)存模型以及內(nèi)存屏障的概念。
/ Z4 b- P* c& t0 L5 H
3 H! }+ @& C% i' P  w考察點(diǎn)：
5 T( S- y: Z) s. D

對線程安全的理解。

如何防止死鎖（比如使用 std::lock 和 std::scoped_lock）。

對 C++11 新標(biāo)準(zhǔn)多線程庫的熟練掌握。

原子操作和 std::atomic 的使用，特別是在高性能并發(fā)環(huán)境下的適用性。

深入問題：你如何在一個高并發(fā)環(huán)境中設(shè)計(jì)一個無鎖隊(duì)列？該設(shè)計(jì)中存在哪些挑戰(zhàn)？
3
8 Y6 O% u8 T/ W! F3 j3 B1 V+ @虛函數(shù)與多態(tài)性
) t2 A5 E  Z$ I  a. |& o5 A問題：解釋 C++ 中虛函數(shù)的工作機(jī)制，如何在運(yùn)行時支持多態(tài)？虛表是如何實(shí)現(xiàn)的，虛表指針會占用多少內(nèi)存？

5 S! Q6 b* M7 Z! P考察點(diǎn)：

候選人對虛函數(shù)表（vtable）和虛表指針的理解。

在類繼承體系中，多態(tài)性的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，特別是虛表的存儲和訪問機(jī)制。

解決抽象類和接口設(shè)計(jì)中的典型問題，如內(nèi)存開銷和性能的折中。
$ E& m/ R6 `- `3 W
& a! U* P- P( _  l* U  k0 d深入問題：在設(shè)計(jì)大型系統(tǒng)時，你如何避免由于過度使用虛函數(shù)導(dǎo)致的性能問題？如何在需要高性能的地方繞開虛函數(shù)？
' j; [# {! C- S4 S/ {4
C++ 標(biāo)準(zhǔn)庫與模板元編程
: a$ a5 M! i" C) F問題：解釋模板的偏特化和全特化。舉例說明在實(shí)際開發(fā)中如何使用這些特性提高代碼的靈活性和復(fù)用性。

考察點(diǎn)：
2 T4 a) j, e; t8 p* Q

模板元編程的深度理解，尤其是 C++ 中的模板實(shí)例化規(guī)則。

偏特化與全特化的區(qū)別，以及在實(shí)際應(yīng)用中的場景。

對 std::enable_if、SFINAE (Substitution Failure Is Not An Error) 等高級模板技術(shù)的掌握。

深入問題：請實(shí)現(xiàn)一個基于模板元編程的類型推導(dǎo)系統(tǒng)，能夠在編譯期推導(dǎo)出一個函數(shù)返回的類型，并結(jié)合 SFINAE 做出函數(shù)的選擇。
5
* E# k0 A0 p0 U8 C- m性能優(yōu)化與代碼設(shè)計(jì)
% f  X: d. D5 a/ w# v問題：給定一段代碼，分析其性能瓶頸。如何使用 C++ 的特性進(jìn)行優(yōu)化？（可能涉及大量數(shù)據(jù)處理、內(nèi)存分配或者頻繁的函數(shù)調(diào)用）

4 `$ k0 ]* D' a7 W+ {. p考察點(diǎn)：
/ F3 i6 h# s( d6 r

了解內(nèi)存分配的細(xì)節(jié)和緩存的使用。

對代碼執(zhí)行的性能影響因素如分支預(yù)測、緩存局部性、內(nèi)聯(lián)函數(shù)等有清晰認(rèn)識。

熟悉剖析工具（profiling tools）如 gprof 或 valgrind，知道如何根據(jù)剖析結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。
  F% `9 b! c4 c$ [  b" c$ V% b
* U" k+ j) I: H3 E% b) G深入問題：如果讓你優(yōu)化一個性能關(guān)鍵的系統(tǒng)模塊，如何通過細(xì)粒度的分析來定位問題？會考慮使用哪些 C++ 特性（如 constexpr、移動語義）來優(yōu)化？
6
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
& S5 U, o1 j$ J+ D' C問題：如何設(shè)計(jì)一個高效的緩存系統(tǒng)？要求支持多線程讀寫、淘汰策略（LRU）以及內(nèi)存利用率的控制。你會如何在 C++ 中實(shí)現(xiàn)它？
1 u- ~# \5 B3 {
! X) g! B! O! ~- J5 F* Z. b, z6 C考察點(diǎn)：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合能力。

如何使用 STL 容器（如 std::unordered_map）與自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

使用 RAII 模式和智能指針確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和資源管理。

對鎖和無鎖機(jī)制的權(quán)衡，如何確保線程安全的同時最大化性能。
$ k) W8 I* [- I) n
深入問題：你會如何選擇合適的淘汰策略？如何通過提高緩存命中率來優(yōu)化系統(tǒng)的總體性能？
7
3 x" j/ r: q( ]! l3 Z編譯器原理與底層實(shí)現(xiàn)
9 m1 `+ A& B+ P6 @( r問題：解釋 C++ 編譯過程中的各個階段：預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接。編譯器是如何將模板代碼實(shí)例化為具體實(shí)現(xiàn)的？
( Z  B% a  }$ e4 i
1 [9 ]3 s6 B1 e# m& w考察點(diǎn)：

對編譯過程的深刻理解，能從底層解釋 C++ 代碼是如何轉(zhuǎn)化為機(jī)器碼的。

熟悉 C++ 模板實(shí)例化的規(guī)則，了解常見的編譯錯誤以及解決方法。

對鏈接器如何處理符號解析、動態(tài)庫和靜態(tài)庫的知識。

深入問題：編譯優(yōu)化中的 inline、constexpr 和模板展開有何不同？這些優(yōu)化在不同場景下如何影響性能？


- L& U7 S' ?# m2 L, L7 P+ @點(diǎn)擊閱讀原文，更精彩~