某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發(fā)崗位第9面：

• 面試官：C++中，設(shè)計(jì)一個(gè)類要注意哪些東西？
• 二師兄：設(shè)計(jì)一個(gè)類主要考慮以下幾個(gè)方面：1.面向?qū)ο蟮姆庋b、繼承及多態(tài)。2.big three或者big five。3.運(yùn)算符和函數(shù)重載、靜態(tài)成員、友元、異常處理等相關(guān)問題。
• 面試官：請介紹一下面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)特性。
• 二師兄：封裝是將類的函數(shù)和數(shù)據(jù)封裝起來，外部不能直接訪問類的數(shù)據(jù)，而是需要通過方法訪問數(shù)據(jù)。繼承是指一個(gè)類可以繼承另一個(gè)類的屬性和方法。多態(tài)是指一個(gè)對象可以表現(xiàn)出多種形態(tài)。
• 面試官：請問多態(tài)是如何實(shí)現(xiàn)的？
• 二師兄：多態(tài)的是通過父類的指針或引用指向子類的對象實(shí)現(xiàn)的。在對象中維護(hù)一個(gè)虛指針（vtptr），這個(gè)指針指向一個(gè)虛表（vtable），當(dāng)用戶通過父類對象訪問子類的方法時(shí)，通過查詢虛表中對應(yīng)的方法的地址，并跳轉(zhuǎn)到此地址執(zhí)行間接訪問對象的方法。所以多態(tài)是有一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)行時(shí)開銷的。
• 面試官：你剛才所說的big three和big five是什么？
• 二師兄：（嘿嘿，被裝到了）類的big three分別是拷貝構(gòu)造函數(shù)（copy constructor）、拷貝賦值運(yùn)算符（copy assignment）和析構(gòu)函數(shù)。而類的big five則多了兩個(gè)，分別是移動(dòng)構(gòu)造函數(shù)（move constructor）和移動(dòng)賦值運(yùn)算符（move assignment）。后面兩個(gè)是C++11之后引入的。
• 面試官：好的。那你知道為什么要引入移動(dòng)構(gòu)造和移動(dòng)賦值嗎？
• 二師兄：主要是為了效率。移動(dòng)構(gòu)造和移動(dòng)賦值不需要把所有的數(shù)據(jù)重新拷貝一遍，而是霸占了被移動(dòng)對象的數(shù)據(jù)的所有權(quán)。代價(jià)是被移動(dòng)對象在被移動(dòng)后不能使用。
• 面試官：嗯。那你知道為什么移動(dòng)構(gòu)造和移動(dòng)賦值都要加上noexcept關(guān)鍵字嗎？
• 二師兄：額。。。好像不讓拋異常？
• 面試官：你知道類的靜態(tài)成員變量需要注意哪些問題嗎？
• 二師兄：要注意哪些問題？額。。。
• 面試官：在成員方法后加const是為什么？
• 二師兄：主要是為了約束這個(gè)成員方法不更改對象的任何數(shù)據(jù)。
• 面試官：還有其他的原因嗎？
• 二師兄：好像沒有了吧。。。
• 面試官：類的成員方法可以通過const符號重載嗎？
• 二師兄：這個(gè)，，應(yīng)該可以吧。。
• 面試官：你知道什么是類的成員方法的引用限定符嗎？
• 二師兄：沒有聽說過耶。。。
• 面試官：好的，回去等通知吧。

讓我們來看一看今日二師兄的表現(xiàn)吧，

為什么移動(dòng)構(gòu)造和移動(dòng)賦值都要加上noexcept關(guān)鍵字？

因?yàn)樵谑褂靡苿?dòng)語義時(shí)，通常會將資源的所有權(quán)從一個(gè)對象轉(zhuǎn)移到另一個(gè)對象，而不是復(fù)制資源。如果拋出異常，那么在轉(zhuǎn)移資源的過程中可能會出現(xiàn)問題，導(dǎo)致資源泄漏或其他不可預(yù)測的行為。

另外，加上 noexcept 關(guān)鍵字還可以提高代碼的性能，因?yàn)榫幾g器可以在不必要的情況下進(jìn)行優(yōu)化。

類的靜態(tài)成員變量需要注意哪些問題?

靜態(tài)成員變量的初始化順序是不確定的。如果一個(gè)靜態(tài)成員變量依賴于另一個(gè)靜態(tài)成員變量的值，要確保第二個(gè)靜態(tài)化成員先被初始化，否則程序可能會出現(xiàn)未定義的行為。

靜態(tài)成員變量的值可以被多個(gè)實(shí)例同時(shí)修改，因此在多線程訪問靜態(tài)成員時(shí)要注意數(shù)據(jù)競爭問題。靜態(tài)變量的生命周期與程序的生命周期相同，因此它們可能會占用大量的內(nèi)存。

在成員方法后加const是為什么？

一是可以約束此方法不會更改對象的任何數(shù)據(jù)。二是cosnt對象也可以訪問此成員方法。

#include <iostream>
struct Foo
{
    void f1(){std::cout <<"f1" << std::endl;}
    void f2() const{std::cout <<"f2" << std::endl;}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo foo;
    foo.f1();
    foo.f2();
    const Foo& foo2 = foo;
    foo2.f1();  //這里無法通過編譯，因?yàn)閏onst對象無法訪問非const 方法
    foo2.f2();  //這里可以通過編譯
}

類的成員方法可以通過const符號重載嗎？

這是一個(gè)很好的問題，估計(jì)很多人沒有思考過。先說答案，底層const可以，而頂層const不可以。

#include <iostream>
struct Foo{};
struct Goo
{
    void f1(Foo& f){std::cout <<"non const function" << std::endl;}
    void f1(const Foo& f){std::cout <<"const function" << std::endl;}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo foo;
    Goo goo;
    goo.f1(foo);    //無法通過編譯，error: ‘void Goo::f1(Foo)' cannot be overloaded with ‘void Goo::f1(Foo)'
    return 0;
}

當(dāng)我們把頂層const改為底層const，

#include <iostream>
struct Foo{};
struct Goo
{
    void f1(Foo& f){std::cout <<"non const function" << std::endl;}
    void f1(const Foo& f){std::cout <<"const function" << std::endl;}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo non_const_foo;
    const Foo const_foo;
    Goo goo;
    goo.f1(non_const_foo);    //可以通過編譯	non const function
    goo.f1(const_foo);    //可以通過編譯 const function
    return 0;
}

那么我們能否通過在函數(shù)括號后加上const來重載函數(shù)呢？

#include <iostream>
struct Goo
{
    void f1() {std::cout <<"non const function" << std::endl;}
    void f1() const{std::cout <<"const function" << std::endl;}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Goo non_const_goo;
    const Goo const_goo;
    non_const_goo.f1();   
    const_goo.f1();   
    return 0;
}

答案是肯定的，因?yàn)?code>const_goo.f1() 可以等同于f1(const Goo* goo)，也是底層const。

最后一個(gè)問題雖然簡單，但我相信至少有80%的C++程序員不知道是什么，

什么是類的成員方法的引用限定符嗎？

類的成員方法的引用限定符是 C++11 中引入的一種新特性，用于指定成員方法的參數(shù)是左值引用還是右值引用。

#include <iostream>
struct Foo
{
    void f1() & {std::cout << "only left reference can call this function" << std::endl;}
    void f1() && {std::cout << "only right reference can call this function" << std::endl;}
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    Foo foo;
    foo.f1();       //left reference
    Foo().f1();     //right reference
    return 0;
}

好了，今日份面試到這里就結(jié)束了，小伙伴們，對于今天二師兄的面試，能打幾分呢？如果是你，以上的問題都能回答的上來嗎？

到此這篇關(guān)于C++中設(shè)計(jì)一個(gè)類時(shí)的注意事項(xiàng)分享的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++設(shè)計(jì)類內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論