前言

        本次专题旨在回顾C++的一些基础，方便实时总结。

C++源文件从文本到可执行文件经历的过程？

         预处理阶段：对源代码文件中文件包含关系（头文件）、预编译语句（宏定义）进行分析和替换，生成预编译文件。

        编译阶段：将经过预处理后的预编译文件转换成特定汇编代码，生成汇编文件

        汇编阶段：将编译阶段生成的汇编文件转化成机器码，生成可重定位目标文件

        链接阶段：将多个目标文件及所需要的库连接成最终的可执行目标文件

include头文件的顺序以及双引号””和尖括号<>的区别？

        对于include的头文件来说，如果在文件a.h中声明一个在文件b.h中定义的变量，而不引用b.h。那么要在a.c文件中引用b.h文件，并且要先引用b.h，后引用a.h,否则汇报变量类型未声明错误。

        双引号和尖括号的区别：编译器预处理阶段查找头文件的路径不一样。 对于使用双引号包含的头文件，查找头文件路径的顺序为： 当前头文件目录 编译器设置的头文件路径（编译器可使用-I显式指定搜索路径） 系统变量CPLUS_INCLUDE_PATH/C_INCLUDE_PATH指定的头文件路径 对于使用尖括号包含的头文件，查找头文件的路径顺序为： 编译器设置的头文件路径（编译器可使用-I显式指定搜索路径） 系统变量CPLUS_INCLUDE_PATH/C_INCLUDE_PATH指定的头文件路径。

malloc的原理，另外brk系统调用和mmap系统调用的作用分别是什么？

        Malloc函数用于动态分配内存。为了减少内存碎片和系统调用的开销，malloc其采用内存池的方式，先申请大块内存作为堆区，然后将堆区分为多个内存块，以块作为内存管理的基本单位。当用户申请内存时，直接从堆区分配一块合适的空闲块。Malloc采用隐式链表结构将堆区分成连续的、大小不一的块，包含已分配块和未分配块；同时malloc采用显示链表结构来管理所有的空闲块，即使用一个双向链表将空闲块连接起来，每一个空闲块记录了一个连续的、未分配的地址。 当进行内存分配时，Malloc会通过隐式链表遍历所有的空闲块，选择满足要求的块进行分配；当进行内存合并时，malloc采用边界标记法，根据每个块的前后块是否已经分配来决定是否进行块合并。 Malloc在申请内存时，一般会通过brk或者mmap系统调用进行申请。其中当申请内存小于128K时，会使用系统函数brk在堆区中分配；而当申请内存大于128K时，会使用系统函数mmap在映射区分配。

C++的内存管理是怎样的？

        虚拟内存分为代码段、数据段、BSS段、堆区、文件映射区以及栈区六部分。 代码段:包括只读存储区和文本区，其中只读存储区存储字符串常量，文本区存储程序的机器代码。 数据段：存储程序中已初始化的全局变量和静态变量 bss 段：存储未初始化的全局变量和静态变量（局部+全局），以及所有被初始化为0的全局变量和静态变量。 堆区：调用new/malloc函数时在堆区动态分配内存，同时需要调用delete/free来手动释放申请的内存。 映射区:存储动态链接库以及调用mmap函数进行的文件映射 栈：使用栈空间存储函数的返回地址、参数、局部变量、返回值。

如何判断内存泄漏？

       内存泄漏通常是由于调用了malloc/new等内存申请的操作，但是缺少了对应的free/delete。为了判断内存是否泄露，我们一方面可以使用linux环境下的内存泄漏检查工具Valgrind,另一方面我们在写代码时可以添加内存申请和释放的统计功能，统计当前申请和释放的内存是否一致，以此来判断内存是否泄露。 

说一下什么时候会发生段错误？

 段错误通常发生在访问非法内存地址的时候，具体来说分为以下几种情况： 使用野指针 试图修改字符串常量的内容。

什么是memory leak，也就是内存泄漏？

        内存泄漏(memory leak)是指由于疏忽或错误造成了程序未能释放掉不再使用的内存的情况。内存泄漏并非指内存在物理上的消失，而是应用程序分配某段内存后，由于设计错误，失去了对该段内存的控制，因而造成了内存的浪费。 内存泄漏的分类： 1. 堆内存泄漏 （Heap leak）。对内存指的是程序运行中根据需要分配通过malloc,realloc new等从堆中分配的一块内存，再是完成后必须通过调用对应的 free或者delete 删掉。如果程序的设计的错误导致这部分内存没有被释放，那么此后这块内存将不会被使用，就会产生Heap Leak. 2. 系统资源泄露（Resource Leak）。主要指程序使用系统分配的资源比如 Bitmap,handle ,SOCKET等没有使用相应的函数释放掉，导致系统资源的浪费，严重可导致系统效能降低，系统运行不稳定。 3. 没有将基类的析构函数定义为虚函数。当基类指针指向子类对象时，如果基类的析构函数不是virtual，那么子类的析构函数将不会被调用，子类的资源没有正确是释放，因此造成内存泄露。

new和malloc的区别？

        1、new分配内存按照数据类型进行分配，malloc分配内存按照指定的大小分配； 2、new返回的是指定对象的指针，而malloc返回的是void*，因此malloc的返回值一般都需要进行类型转化。 3、new不仅分配一段内存，而且会调用构造函数，malloc不会。 4、new分配的内存要用delete销毁，malloc要用free来销毁；delete销毁的时候会调用对象的析构函数，而free则不会。 5、new是一个操作符可以重载，malloc是一个库函数。 6、malloc分配的内存不够的时候，可以用realloc扩容。扩容的原理？new没用这样操作。 7、new如果分配失败了会抛出bad_malloc的异常，而malloc失败了会返回NULL。 8、申请数组时： new[]一次分配所有内存，多次调用构造函数，搭配使用delete[]，delete[]多次调用析构函数，销毁数组中的每个对象。而malloc则只能sizeof(int) * n。

vector和list的区别？

         1、概念： 1）Vector 连续存储的容器，动态数组，在堆上分配空间 底层实现：数组 两倍容量增长： vector 增加（插入）新元素时，如果未超过当时的容量，则还有剩余空间，那么直接添加到最后（插入指定位置），然后调整迭代器。 如果没有剩余空间了，则会重新配置原有元素个数的两倍空间，然后将原空间元素通过复制的方式初始化新空间，再向新空间增加元素，最后析构并释放原空间，之前的迭代器会失效。 性能： 访问：O(1) 插入：在最后插入（空间够）：很快 在最后插入（空间不够）：需要内存申请和释放，以及对之前数据进行拷贝。 在中间插入（空间够）：内存拷贝 在中间插入（空间不够）：需要内存申请和释放，以及对之前数据进行拷贝。 删除：在最后删除：很快 在中间删除：内存拷贝 适用场景：经常随机访问，且不经常对非尾节点进行插入删除。

        2、List 动态链表，在堆上分配空间，每插入一个元数都会分配空间，每删除一个元素都会释放空间。 底层：双向链表 性能： 访问：随机访问性能很差，只能快速访问头尾节点。 插入：很快，一般是常数开销 删除：很快，一般是常数开销 适用场景：经常插入删除大量数据

        2、区别： 1）vector底层实现是数组；list是双向 链表。 2）vector支持随机访问，list不支持。 3）vector是顺序内存，list不是。 4）vector在中间节点进行插入删除会导致内存拷贝，list不会。 5）vector一次性分配好内存，不够时才进行2倍扩容；list每次插入新节点都会进行内存申请。 6）vector随机访问性能好，插入删除性能差；list随机访问性能差，插入删除性能好。 3、应用 vector拥有一段连续的内存空间，因此支持随机访问，如果需要高效的随即访问，而不在乎插入和删除的效率，使用vector。 list拥有一段不连续的内存空间，如果需要高效的插入和删除，而不关心随机访问，则应使用list。

介绍一下udp的connect函数？

         除非套接字已连接，否则异步错误是不会反悔到UDP套接字的。我们确实可以给UDP套接字调用connect，然而这样做的结果却与TCP连接不同的是没有三路握手过程。内核只是检查是否存在立即可知的错误，记录对端的IP地址和端口号，然后立即返回调用进程。 对于已连接UDP套接字，与默认的未连接UDP套接字相比，发生了三个变化。 其实一旦UDP套接字调用了connect系统调用，那么这个UDP上的连接就变成一对一的连接，但是通过这个UDP连接传输数据的性质还是不变的，仍然是不可靠的UDP连接。一旦变成一对一的连接，在调用系统调用发送和接受数据时也就可以使用TCP那一套系统调用了。 1、我们再也不能给输出操作指定目的IP地址和端口号。也就是说，我们不使用sendto，而改用write或send。写到已连接UDP套接字上的任何内容都自动发送到由connect指定的协议地址。可以给已连接的UDP套接字调用sendto，但是不能指定目的地址。sendto的第五个参数必须为空指针，第六个参数应该为0. 2、不必使用recvfrom以获悉数据报的发送者，而改用read、recv或recvmsg。在一个已连接UDP套接字上，由内核为输入操作返回的数据报只有那些来自connect指定协议地址的数据报。这样就限制一个已连接UDP套接字能且仅能与一个对端交换数据报。 3、由已连接UDP套接字引发的异步错误会返回给它们所在的进程，而未连接的UDP套接字不接收任何异步错误。 来自任何其他IP地址或断开的数据报不投递给这个已连接套接字，因为它们要么源IP地址要么源UDP端口不与该套接字connect到的协议地址相匹配。 UDP客户进程或服务器进程只在使用自己的UDP套接字与确定的唯一对端进行通信时，才可以调用connect。调用connect的通常是UDP客户，不过有些网络应用中的UDP服务器会与单个客户长时间通信TFTP，这种情况下，客户和服务器都可能调用connect。

int sendto(int s, const void * msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr * to, int tolen);