1. 指针和引用的区别：

1. 指针所指向的内存空间在程序运行过程中可以改变，而引用所绑定的对象一旦绑定就不能改变。（是否可变）
2. 指针本身在内存中占有内存空间，引用相当于变量的别名，在内存中不占内存空间（是否占内存）
3. 指针可以为空，但是引用必须绑定对象（是否可为空）
4. 指针可以有多级，但是引用只能一级（是否能为多级）

2. 栈和堆的区别：

1. 申请方式：栈是系统自动分配，堆是程序员主动申请。
2. 申请后系统响应：只要栈的剩余空间大于申请空间，则分配成功，否则栈溢出。操作系统有一个记录空闲地址空间的链表，在链表上寻找第一个大于所申请的空间的结点，然后把该结点从链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。大多数系统中该块空间的首地址存放的是本次分配空间的大小，便于后续释放，将该块空间上的剩余空间再次连接在链表上。
3. 大小限制：栈在内存中是连续的一块空间（向低地址扩展）最大容量是系统预定好的，堆在内存中的空间（向高地址扩展）是不连续的。
4. 申请效率：栈是由系统自动分配，申请效率高，但程序员无法控制；堆是由程序员主动申请，效率低，使用起来方便，但是容易产生碎片。
5. 存放内容：栈中存放的是局部变量，函数的参数；堆中存放的内容由程序员控制。

3. const和static的用法：
const用法：

• const定义常量，相较于宏常量，优点是可以进行类型检查，节省内存，效率高。
• const修饰函数参数，使得传递过来的参数不可改变。
• const修饰成员函数，使得该成员函数不能修改成员变量，也不能调用非const成员函数，因为非const成员函数可能会修改成员变量。

static定义静态变量，静态函数：

• static作用于局部变量，改变了局部变量的生存周期，使得该变量存在到程序运行结束。
• static作用于全局变量和函数，改变了全局变量的作用域，使得该全局变量只能在定义它的文件里使用。
• static作用于类的成员变量和成员函数，使得类成员变量和成员函数与类有关，也就是说即使不定义类的对象，也可以通过类访问这些静态成员变量或函数。类的静态成员函数只能访问静态成员变量或静态成员函数，静态成员函数不能定义成虚函数。

const 和 static 在类中使用的注意事项（定义、初始化和使用）
static 静态成员变量:

• 静态成员变量是在类内进行声明，在类外进行定义和初始化，在类外进行定义和初始化的时候不要出现 static 关键字和 private/public/protected 访问规则。
• 静态成员变量相当于类域中的全局变量，被类的所有对象所共享，包括派生类的对象。
• 静态成员变量可以作为成员函数的可选参数，而普通成员变量不可以.
• 静态成员变量的类型可以是所属类的类型，而普通成员变量不可以，普通的成员变量只能声明成类的指针或引用。

static 静态成员函数:

• 静态成员函数不能访问非静态成员变量或者非静态成员函数，因为静态成员函数没有 this 指针。静态成员函数做为类作用域的全局函数。
• 静态成员函数不能声明成虚函数（virtual）、const、volatile

const 成员变量:

• const 成员变量只能在类内声明、定义，在构造函数初始化列表中初始化
• const 成员变量只在某个对象的生存周期内是常量，对于整个类而言却是可变的，因为类可以创建多个对象，不同对象的 const 成员变量的值是不同的，所以不能在类的声明中初始化 const 成员变量，因为类的对象还没有创建，编译器不知道它的值。

const 成员函数:

• 不能修改成员变量的值，除非有 mutable 修饰；只能访问成员变量
• 不能调用非const成员函数，以防修改成员变量的值

4. define 和 const 的区别（编译阶段、安全性、内存占用等）

• 编译阶段：define 是在编译预处理阶段起作用，const 是在编译阶段和程序运行阶段起作用
• 安全性：define 定义的宏常量没有数据类型，只进行简单的替换，不会进行类型安全的检查；const 定义的只读变量是有类型的，是要进行安全检查的
• 内存占用：define 定义的宏常量，在程序中使用多少次就会进行多少次替换，内存中有多个备份；const 定义的只读变量在程序运行中只有一份
• 调试：define 定义的不能调试，因为在编译预处理阶段就已经进行了替换；const 定义的可以进行调试

const相较于define的优点:
可调式，节省内存，效率高，有数据类型，可以进行安全性检查。

5. C 和 C++ 的区别

• C 是面向过程的编程，特点是函数；C++ 是面向对象的编程，特点是类。（特性）
• C 主要用在嵌入式开发、驱动开发和硬件直接打交道的领域；C++ 可以用于应用层的开发、用户界面开发等和操作系统直接打交道的领域。（应用领域）
• C++ 继承了C的底层操作特性，增加了面向对象的机制，增加了泛型编程、异常处理、运算符重载，命名空间等。（相较于 C 的升级）

6. Struct 和 class 的区别
struct 和 class 都可以自定义数据类型，也支持继承操作

• struct 中默认的访问级别是 public，默认的继承级别也是 public
• class 中默认的访问级别是 private，默认的继承级别也是 private
• 当 class 继承 struct 或者 struct 继承 class 时，默认的继承级别取决于class或struct本身
• class 可以使用模板，struct 不能

7. C++、Java 的联系与区别，包括语言特性、垃圾回收、应用场景等（java 的垃圾回收机制）
语言特性上的区别:

• 指针：C++ 可以直接操作指针，容易产生内存泄漏以及非法指针引用的问题；JAVA 并不是没有指针，虚拟机(JVM)内部还是使用了指针，只是程序员不能直接使用指针，不能直接通过指针来访问内存，并且 JAVA 增加了内存管理机制
• 多重继承：C++ 支持多重继承，一个类继承自多个父类，功能强大，但是如果使用的不当会造成很多问题，例如：菱形继承；JAVA 不支持多重继承，但允许一个类可以继承多个接口，可以实现 C++ 多重继承的功能，同时避免了多重继承带来的问题
• 数据类型和类：C++ 可以将变量或函数定义成全局，但JAVA是完全面向对象的语言，除了基本的数据类型之外，其他的都作为类的对象，包括数组

垃圾回收:

• JAVA 具有垃圾回收机制，程序员无需考虑内存管理问题，可以有效的防止内存泄漏
• JAVA 所有的对象都是用 new 操作符建立在内存堆栈上，类似于 C++ 中的 new 操作符，但是当要释放该内存空间时，JAVA 自动进行内存回收操作，C++ 需要程序员主动释放，并且 JAVA 中的内存回收是以线程的方式在后台运行的，消耗空闲时间。

应用场景:

• java 运行在虚拟机上，跨平台性强，C++ 需要编译成可执行文件，是否跨平台在于用到的编译器是否支持多平台
• C++ 可以直接编译成可执行文件，运行效率比 JAVA 高
• JAVA 主要用来开发 web 应用，C++ 在嵌入式开发、网络编程、并发编程方面用的比较多

8. new 和 delete 是如何实现的，new 与 malloc 的异同处
使用的时候 new,delete 搭配使用，malloc 和 free 搭配使用

• 属性：malloc/free 是库函数，需要头文件的支持；new/delete 是关键字，需要编译器的支持
• 参数：new 申请空间时，无需指定分配空间的大小，编译器会根据类型自行计算；malloc 在申请空间时，需要确定所申请空间的大小
• 返回值：new 申请空间时，返回的类型是对象的指针类型，无需强制类型转换，符合类型安全的操作符；malloc 申请空间时，返回的是 void* 类型，需要进行强制类型的转换，转换为对象类型的指针
• 分配失败：new 分配失败时，会抛出 bad_alloc 异常，malloc 分配失败时返回空指针
• 重载：new/delete 支持重载，malloc/free 不能进行重载
• 自定义类型实现：new 首先调用 operator new 函数申请空间（底层通过 malloc 实现），然后调用构造函数进行初始化，最后返回自定义类型的指针；delete 首先调用析构函数，然后调用 operator delete 释放空间（底层通过 free 实现）。malloc/free 无法进行自定义类型的对象的构造和析构
• 内存区域：new 从自由存储区上动态分配内存，而 malloc 函数从堆上动态分配内存。（自由存储区不等于堆）

9. STL 中 unordered_map 和 map 的区别

• 底层实现不同:
  unordered_map 底层实现是一个哈希表，元素无序，map 底层实现是红黑树，其内部的元素是有序的，因此对 map 的所有操作，其实是对红黑树的操作。
• 优缺点:
  unordered_map：查找和插入效率高，时间复杂度是O(1)；但是建立哈希表比较耗费时间
  map：内部元素有序，查找和删除操作都是 logn 的时间复杂度；但是维护红黑树的存储结构需要占用一定的内存空间。
• 适用情况:
  对于要求内部元素有序的使用 map，不要求元素有序且要求高效查找的用 unordered_map

10. STL 中 vector 的实现
vector 是一个动态数组，底层是一段连续的线性内存空间。
扩容的本质：当 vector 实际所占用的内存空间和容量相等时，如果再往其中添加元素需要进行扩容。其步骤如下:

• 首先，申请一块更大的内存空间，一般是增加当前容量的 50% 或者 100%，和编译器有关
• 然后，把旧内存空间的内容，按照原来的顺序拷贝到新的空间中
• 最后，释放旧内存空间

从 vector 扩容的原理也可以看出：vector 容器释放后，与其相关的指针、引用以及迭代器会失效
注意事项：
插入元素需要考虑元素的移动问题和是否需要扩容的问题，频繁的调用 push_back() 使得扩容对性能造成影响

11. C++ 中的重载和重写(覆盖)的区别

• 对于类中函数的重载或者重写而言，重载发生在同一个类的内部，重写发生在不同的类之间，子类和父类之间
• 重载的函数需要与原函数有相同的函数名、不同的参数列表，不关注函数的返回值类型；重写的函数的函数名、参数列表和返回值类型都需要和原函数相同
• virtual 关键字：基类被重写的函数必须有 virtual 关键字的修饰，重载的函数可以有 virtual 关键字的修饰也可以没有

一般而言，函数重写就是虚函数重写，为的是实现多态调用

12. C++ 内存管理
C++ 内存分区：栈、堆、自由存储区、全局/静态存储区、常量区

• 栈：存放函数的局部变量，由编译器自动分配和释放
• 动态申请的内存空间，就是由 malloc 分配的内存块，由程序员控制它的分配和释放，如果程序执行结束还没有释放，操作系统会自动回收
• 自由存储区：和堆十分相似，存放由 new 分配的内存块，由 delete 释放内存
• 全局区/静态区：存放全局变量和静态变量
• 常量存储区：存放的是常量，不允许修改

堆和自由存储区的区别：

• 自由存储是 C++ 中通过 new 与 delete 动态分配和释放对象的抽象概念，通过new申请的内存可称为自由存储区；而堆是 C 语言和操作系统的术语，是操作系统维护的一块特殊的，具备动态分配功能的内存。
• 很多 C++ 编译器的 new/delete 都是以 malloc/free 为基础来实现的，可以说这些编译器默认使用堆来实现自由存储
• 堆和自由存储区有区别，并非等价。使用 new 来分配内存，程序员也可以通过重载操作符，改用其他内存来实现自由存储，例如全局变量做的对象池，这时自由存储区就区别于堆了。

13. 指针和数组的对比

• 字符数组的内容可以改变，字符指针的内容不可以改变

char a[] = "hello";
a[0] = 'l';
cout << a << endl;
char *p = "world";//p指向常量字符串
p[0] = 'h'; //运行出错

• 字符数组之间不能赋值，不能直接用比较运算符比较，若进行赋值调用 strcpy() 函数，若进行比较调用 strcmp() 函数；

char a[] = "hello";
char b[10];
strcpy(b, a);//不能用b = a;
if(strcmp(a, b) == 0)//不能用a==b
	cout << "endl";

• 运算符 sizeof 可以计算出字符数组的容量，但是计算字符指针时，得到的是指针变量所占用的空间，而不是指针所指向空间的大小。
• 数组作为参数传递时，数组会自动退化为指针

14. 出现野指针的情形

• 指针定义的时候未初始化
• 指针指向的内存空间在释放（delete 或 free）后，指针没有置为 NULL，让人误以为是合法指针
• 指针操作超过了变量的作用范围。例如：在函数中将一个局部变量的地址作为函数的返回值，这里编译器会给出警告，因为离开该函数后，局部变量的空间就会释放掉，返回的地址（指针）相当于是野指针。

内存泄漏： 内存泄漏常指的是堆内存泄漏，当然还包括系统资源的泄漏