C++后台開發學習清單

作者：Oscarwin
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今年剛找完工作的應屆生來答一發，校招主要考察基礎和思維，主要涉及C++語言基礎，數據結構與算法，TCP/IP協議，網絡編程，Linux。

雖然面試技巧和心態也很重要，但這里只有24K純技術干貨。點贊后，收藏吧！

 

C和C++語言基礎

參考書籍：《C++ primer》，《effective C++》，《STL源碼解析》，《深度搜索C++對象模型》

• extern關鍵字作用
• static關鍵字作用
• volatile是干啥的
• 說說const的作用，越多越好
• new與malloc區別
• C++多態性與虛函數表

1. C++多態的實現？
2. 虛函數的作用？
3. 虛函數用於實現多態，這點大家都能答上來但是虛函數在設計上還具有封裝和抽象的作用。比如抽象工廠模式。
4. 動態綁定是如何實現的？
5. 靜態多態和動態多態。靜態多態是指通過模板技術或者函數重載技術實現的多態，其在編譯器確定行為。動態多態是指通過虛函數技術實現在運行期動態綁定的技術。
6. 虛函數表
7. 虛函數表是針對類的還是針對對象的？同一個類的兩個對象的虛函數表是怎么維護的？
8. 編譯器為每一個類維護一個虛函數表，每個對象的首地址保存着該虛函數表的指針，同一個類的不同對象實際上指向同一張虛函數表。

• 純虛函數如何定義，為什么對於存在虛函數的類中析構函數要定義成虛函數
• 析構函數能拋出異常嗎
• 構造函數和析構函數中調用虛函數嗎？
• 指針和引用的區別
• 指針與數組千絲萬縷的聯系
• 智能指針是怎么實現的？什么時候改變引用計數？

1. 構造函數中計數初始化為1；
2. 拷貝構造函數中計數值加1；
3. 賦值運算符中，左邊的對象引用計數減一，右邊的對象引用計數加一；
4. 析構函數中引用計數減一；
5. 在賦值運算符和析構函數中，如果減一后為0，則調用delete釋放對象。
6. share_prt與weak_ptr的區別？

• C++四種類型轉換：static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast
• 內存對齊的原則
• 內聯函數有什么優點？內聯函數與宏定義的區別？
• C++內存管理
• STL里的內存池實現
• STL里set和map是基於什么實現的。紅黑樹的特點？
• STL里的其他數據結構和算法實現也要清楚
  這個問題，把STL源碼剖析好好看看，不僅面試不慌，自己對STL的使用也會上升一個層次。
• 必須在構造函數初始化式里進行初始化的數據成員有哪些
• 模板特化
• 定位內存泄露
  (1)在windows平台下通過CRT中的庫函數進行檢測；
  (2)在可能泄漏的調用前后生成塊的快照，比較前后的狀態，定位泄漏的位置
  (3)Linux下通過工具valgrind檢測
• 手寫strcpy，memcpy，strcat，strcmp等函數

 

數據結構與算法

這一塊考察范圍太廣，主要靠多刷題吧，牛客網，劍指OFFER，LeetCode等。

Hash表

• Hash表實現（拉鏈和分散地址）
• Hash策略常見的有哪些？
• STL中hash_map擴容發生什么？
  (1) 創建一個新桶，該桶是原來桶兩倍大最接近的質數(判斷n是不是質數的方法：用n除2到sqrt(n)范圍內的數) ；
  (2) 將原來桶里的數通過指針的轉換，插入到新桶中(注意STL這里做的很精細，沒有直接將數據從舊桶遍歷拷貝數據插入到新桶，而是通過指針轉換)
  (3) 通過swap函數將新桶和舊桶交換，銷毀新桶。

樹

• 二叉樹結構，二叉查找樹實現；
• 二叉樹的六種遍歷；
• 二叉樹的按層遍歷；
• 遞歸是解決二叉樹相關問題的神級方法；
• 樹的各種常見算法題(http://blog.csdn.net/xiajun07061225/article/details/12760493)；
• 什么是紅黑樹？
• 紅黑樹與AVL樹的區別
• Trie樹(字典樹)

鏈表

• 鏈表和插入和刪除，單向和雙向鏈表都要會
• 鏈表的問題考慮多個指針和遞歸
  (1) 反向打印鏈表(遞歸)
  (2) 打印倒數第K個節點(前后指針)
  (3) 鏈表是否有環(快慢指針)等等。

棧和隊列

• 隊列和棧的區別？(從實現，應用，自身特點多個方面來闡述，不要只說一個先入先出，先入后出，這個你會別人也會，要展現出你比別人掌握的更深)
• 典型的應用場景

海量數據問題

• 十億整數（隨機生成，可重復）中前K最大的數
• 十億整數（隨機生成，可重復）中出現頻率最高的一千個

排序算法

• 排序算法當然是基礎內容了，必須至少能快速寫出，快排，建堆，和歸並
• 每種算法的時間空間復雜度，最好最差平均情況

位運算

布隆過濾器

幾十億個數經常要查找某一個數在不在里面，使用布隆過濾器，布隆過濾器的原理。布隆過濾器可能出現誤判，怎么保證無誤差？

網絡與TCP/IP

參考書籍：《圖解TCP/IP》，《TCP/IP詳解 卷一》，《圖解HTTP》，《HTTP權威指南》

• TCP與UDP之間的區別
  (1) IP首部，TCP首部，UDP首部
  (2) TCP和UDP區別
  (3) TCP和UDP應用場景
  (4) 如何實現可靠的UDP
• TCP三次握手與四次揮手
• 詳細說明TCP狀態遷移過程
  (1) 三次握手和四次揮手狀態變化；
  (2) 2MSL是什么狀態？作用是什么？
  (3)三次握手為什么不是兩次或者四次？
• TCP相關技術

1. TCP重發機制，Nagle算法
2. TCP的擁塞控制使用的算法和具體過程
3. TCP的窗口滑動

• TCP客戶與服務器模型，用到哪些函數
• UDP客戶與服務器模型，用到哪些函數
• 域名解析過程，ARP的機制，RARP的實現
• Ping和TraceRoute實現原理

HTTP

• http/https 1.0、1.1、2.0的特點和區別
• get/post 區別
• HTTP返回狀態碼
• http 協議頭相關

http數據由請求行，首部字段，空行，報文主體四個部分組成
首部字段分為：通用首部字段，請求首部字段，響應首部字段，實體首部字段

• https與http的區別？如何實現加密傳輸？加解密方式？
• 瀏覽器中輸入一個URL發生什么，用到哪些協議？

安全相關

至少了解攻擊的原理和基本的防御方法，常見的攻擊方法有一下幾種

• SQL注入
• XSS
• CSRF
• SYN洪水攻擊
• APR欺騙

數據庫

主要參考書籍：《數據庫系統概念》，《高性能MySQL》

• SQL語言(內外連接，子查詢，分組，聚集，嵌套，邏輯)
• MySQL索引方法？索引的優化？
• InnoDB與MyISAM區別？
• 事務的ACID
• 事務的四個隔離級別
• 查詢優化(從索引上優化，從SQL語言上優化)
• B-與B+樹區別？
• MySQL的聯合索引(又稱多列索引)是什么？生效的條件？
• 分庫分表

Linux

主要參考書籍：《現代操作系統》，《APUE》，《UNP》，《LINUX內核設計與實現》，《深入理解LINUX內核》

• 進程與線程

(1) 進程與線程區別？
(2) 線程比進程具有哪些優勢？
(3) 什么時候用多進程？什么時候用多線程？
(4) LINUX中進程和線程使用的幾個函數？
(5) 線程同步？
在Windows下線程同步的方式有：互斥量，信號量，事件，關鍵代碼段
在Linux下線程同步的方式有：互斥鎖，自旋鎖，讀寫鎖，屏障(並發完成同一項任務時，屏障的作用特別好使) 知道這些鎖之間的區別，使用場景？

• 進程間通訊方式

1. 匿名管道與命名管道的區別：匿名管道只能在具有公共祖先的兩個進程間使用。
2. 共享文件映射mmap
   mmap建立進程空間到文件的映射，在建立的時候並不直接將文件拷貝到物理內存，同樣采用缺頁終端。mmap映射一個具體的文件可以實現任意進程間共享內存，映射一個匿名文件，可以實現父子進程間共享內存。
3. 常見的信號有哪些？：SIGINT，SIGKILL(不能被捕獲)，SIGTERM(可以被捕獲)，SIGSEGV，SIGCHLD，SIGALRM

• 內存管理

1. 虛擬內存的作用？
2. 虛擬內存的實現？
3. 操作系統層面對內存的管理？
4. 內存池的作用？STL里內存池如何實現？
5. 進程空間和內核空間對內存的管理不同？
6. Linux的slab層，VAM？
7. 伙伴算法
8. 高端內存

• 進程調度

1. Linux進程分為兩種，實時進程和非實時進程；
2. 優先級分為靜態優先級和動態優先級，優先級的范圍；
3. 調度策略
4. 交互進程通過平均睡眠時間而被獎勵；

• 死鎖

(1) 死鎖產生的條件；
(2) 死鎖的避免；

• 命令行

1. Linux命令 在一個文件中，倒序打印第二行前100個大寫字母

cat filename | head -n 2 | tail -n 1 | grep '[[:upper:]]' -o | tr -d '\n'| cut -c 1-100 | rev 

1. 與CPU，內存，磁盤相關的命令(top，free, df, fdisk)
2. 網絡相關的命令netstat，tcpdump等
3. sed, awk, grep三個超強大的命名，分別用與格式化修改，統計，和正則查找
4. ipcs和ipcrm命令
5. 查找當前目錄以及字母下以.c結尾的文件，且文件中包含”hello world”的文件的路徑
6. 創建定時任務

• IO模型

1. 五種IO模型：阻塞IO，非阻塞IO，IO復用，信號驅動式IO，異步IO
2. select，poll，epoll的區別

• 線程池，內存池 自己動手實現一遍

Linux的API

• fork與vfork區別
  fork和vfork都用於創建子進程。但是vfork創建子進程后，父進程阻塞，直到子進程調用exit()或者excle()。
  對於內核中過程fork通過調用clone函數，然后clone函數調用do_fork()。do_fork()中調用copy_process()函數先復制task_struct結構體，然后復制其他關於內存，文件，寄存器等信息。fork采用寫時拷貝技術，因此子進程和父進程的頁表指向相同的頁框。但是vfork不需要拷貝頁表，因為父進程會一直阻塞，直接使用父進程頁表。
• exit()與_exit()區別
  exit()清理后進入內核，_exit()直接陷入內核。
• 孤兒進程與僵死進程

1. 孤兒進程是怎么產生的？
2. 僵死進程是怎么產生的？
3. 僵死進程的危害？
4. 如何避免僵死進程的產生？

• Linux是如何避免內存碎片的

1. 伙伴算法，用於管理物理內存，避免內存碎片;
2. 高速緩存Slab層用於管理內核分配內存，避免碎片。

• 共享內存的實現原理？
• 系統調用與庫函數(open, close, create, lseek, write, read)
• 同步方法有哪些？

1. 互斥鎖，自旋鎖，信號量，讀寫鎖，屏障
2. 互斥鎖與自旋鎖的區別：互斥鎖得不到資源的時候阻塞，不占用cpu資源。自旋鎖得不到資源的時候，不停的查詢，而然占用cpu資源。
3. 死鎖

其他

• ++i是否是原子操作
  明顯不是，++i主要有三個步驟，把數據從內存放在寄存器上，在寄存器上進行自增，把數據從寄存器拷貝會內存，每個步驟都可能被中斷。
• 判斷大小端

設計模式

• 單例模式線程安全的寫法
• STL里的迭代器模式，適配器模式

分布式系統

• map_reduce原理 （這篇文章講的很通俗易懂）
• 負載均衡
• CDN

主要列出考察內容的方向，問題的理解就得靠自己實踐和閱讀書籍了，相關問題的答案在我這篇博客中給出了自己理解的程度，歡迎交流！