C++易混淆知识点总结
1. struct 和 union 的区别
2. 字节对齐
许多计算机系统对基本数据类型合法地址做出了一些限制，要求某种类型对象的地址必须是某个值K(通常是2，4或8)的倍数。为了方便快速地寻址，编译器会采用字节对齐，将下一个变量地址放置在系统能快速读取的位置（如：32 位系统，放在偶地址的变量能够 1 个读周期取到值，而放在奇地址的变量却需要 2 个读周期才能取到值，故会存在字节对齐）。
关于内存对齐，有四个重要的基本概念：
- 数据类型自身的对齐值：
对于char型数据，其自身对齐值为1，对于short型为2，对于int，float，double类型，其自身对齐值为4，单位字节。 - 结构体或者类的自身对齐值：其成员中自身对齐值最大的那个值。
- 指定对齐值：#pragma pack(n)，n=1，2，4，8，16改变系统的对齐系数
- 数据成员、结构体和类的有效对齐值：自身对齐值和指定对齐值中小的那个值。
3. 字节序（小正逆大）
- 小端模式：Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
- 大端模式：Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
网络字节顺序(大端)是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式。
4. static的作用
4.1. 对普通变量的作用
- static修饰局部变量
它改变了局部变量的存储位置（从原来的栈中存放改为静态存储区）及其生命周期（局部静态变量在离开作用域之后，并没有被销毁，而是仍然驻留在内存当中，直到程序结束，只不过我们不能再对他进行访问），但未改变其作用域。
- static修饰全局变量。
并未改变其存储位置及生命周期，而是改变了其作用域，使当前文件外的源文件无法访问该变量，好处如下：（1）不会被其他文件所访问修改（2）其他文件中可以使用相同名字的变量，不会发生冲突。
4.2. 对成员变量的作用
用static修饰类的数据成员成为类的全局变量，会被类的所有对象共享，包括派生类的对象。因此，static成员必须在类外进行初始化(初始化格式： int base::var=10; )，而不能在构造函数内进行初始化，不过也可以用const修饰static数据成员在类内初始化。
4.3. 对成员函数的作用
用static修饰成员函数，使这个类只存在这一份函数，所有对象共享该函数，不含this指针。
静态成员是可以独立访问的，也就是说，无须创建任何对象实例就可以访问。base::func(5，3)；当static成员函数在类外定义时不需要加static修饰符。
在静态成员函数的实现中不能直接引用类中说明的非静态成员，可以引用类中说明的静态成员。因为静态成员函数不含this指针。
5. const的作用
- 限定变量为不可修改。
- 限定成员函数不可以修改任何数据成员。
- const与指针：
- const char *p，不能改变指向的内容；
- char * const p，就是将P声明为常指针，它的地址不能改变，是固定的，但是它的内容可以改变。
6. 不能同时使用const和static修饰类的成员函数
static的作用是表示该函数只作用在类型的静态变量上，与类的实例没有关系；而const的作用是确保函数不能修改类的实例的状态，与类型的静态变量没有关系。因此不能同时用它们。
7. 指针常量和常量指针
- 指针常量（char * const p）：指针变量的值一经初始化（初始化是必要的），不可以改变指向另一个变量（但可以改变已经指向的变量的内容）。
- 常量指针（const char *p）：指向常量的指针。不可以改变指向某变量的值，可以改变指向另一个变量。
8. 指针和引用的区别
- 指针是一个新的变量，只是这个变量存储的是另一个变量的地址，我们通过访问这个地址来修改变量。
- 引用只是一个别名，还是变量本身。对引用进行的任何操作就是对变量本身进行操作，因此以达到修改变量的目的。
- 引用在定义的时候必须初始化；指针的值在初始化后可以改变，即指向其它的存储单元，而引用在进行初始化后就不会再改变了。
- 指针和引用的自增(++)运算意义不一样。
9. 多态及其用途
- 定义：“一个接口，多种方法”，程序在运行时才决定调用的函数。
- 实现：C++多态性主要是通过虚函数实现的，虚函数允许子类重写override(注意和overload的区别，overload是重载，是允许同名函数的表现，这些函数参数列表/类型不同）。
- 目的：接口重用。封装可以使得代码模块化，继承可以扩展已存在的代码，他们的目的都是为了代码重用。而多态的目的则是为了接口重用。
- 用法：声明基类的指针，利用该指针指向任意一个子类对象，调用相应的虚函数，可以根据指向的子类的不同而实现不同的方法。
- 详见：C++ 中的四种多态
10. 重载、覆盖与重写的区别
10.1. Overload(重载)
在C++程序中，可以将语义、功能相似的几个函数用同一个名字表示，但参数或返回值不同（包括类型、顺序不同），即函数重载。
- 相同的范围（在同一个类中）；
- 函数名字相同；
- 参数不同；
- virtual 关键字可有可无。
10.2. Override(覆盖)
是指派生类函数覆盖基类函数，特征是：
- 不同的范围（分别位于派生类与基类）；
- 函数名字相同；
- 参数相同；
- 基类函数必须有virtual 关键字。
注：重写基类虚函数的时候，会自动转换这个函数为virtual函数，不管有没有加virtual，因此重写的时候不加virtual也是可以的，不过为了易读性，还是加上比较好。
10.3. Overwrite(重写)
是指派生类的函数屏蔽了与其同名的基类函数，规则如下：
- 如果派生类的函数与基类的函数同名，但是参数不同。此时，不论有无virtual关键字，基类的函数将被隐藏（注意别与重载混淆）。
- 如果派生类的函数与基类的函数同名，并且参数也相同，但是基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏（注意别与覆盖混淆）。
11. 面向对象的三要素
封装、继承、多态
12. 纯虚函数与抽象类
将函数定义为纯虚函数virtual ReturnType Function() = 0;，纯虚函数不能再在基类中实现，编译器要求在派生类中必须予以重写以实现多态性。同时含有纯虚拟函数的类称为抽象类，它不能生成对象。
特点：
- 在基类中抽象出一个方法，且该基类只做能被继承，而不能被实例化；（避免类被实例化且在编译时候被发现，可以采用此方法）
- 这个方法必须在派生类(derived class)中被实现;目的：使派生类仅仅只是继承函数的接口。
- 抽象类只能作为基类来使用，而继承了抽象类的派生类如果没有实现纯虚函数，而只是继承纯虚函数，那么该类仍旧是一个抽象类，如果实现了纯虚函数，就不再是抽象类。
13. 虚函数的作用
实现动态绑定，即运行期绑定
14. 析构函数定义为虚函数的原因
基类指针可以指向派生类的对象（多态性），如果删除该指针delete p；就会调用该指针指向的派生类析构函数，而派生类的析构函数又自动调用基类的析构函数，这样整个派生类的对象完全被释放。
如果析构函数不被声明成虚函数，则编译器实施静态绑定，在删除基类指针时，只会调用基类的析构函数而不调用派生类析构函数，这样就会造成派生类对象析构不完全。所以，将析构函数声明为虚函数是十分必要的。
构造函数为什么不能为虚函数（延伸）
虚函数对应一个指向虚函数表的指针，而这个指向vtable的指针是存储在对象的内存空间的。假设构造函数是虚的，就需要要通过查询vtable来调用，但是对象还没有实例化，因此也就不存在vtable，所以构造函数不能是虚函数。
15. 深拷贝与浅拷贝：
- 浅拷贝，默认的拷贝构造函数只是完成了对象之间的位拷贝，也就是把对象里的值完全复制给另一个对象，如A=B。这时，如果B中有一个成员变量指针已经申请了内存，那A中的那个成员变量也指向同一块内存（并未另申请内存）。这就会导致野指针问题：当B把内存释放了（如：析构），这时A内的指针就是野指针了，出现运行错误。
- 深拷贝，自定义复制构造函数需要注意，对象之间发生复制，资源重新分配，即A有5个空间，B也应该有5个空间，而不是指向A的5个空间。
16. vector中size()和capacity()的区别。
- size()指容器当前拥有的元素个数；
- capacity()指容器在必须分配存储空间之前可以存储的元素总数。
17. map和set默认是排序的
map和set的底层实现主要是由红黑树实现的
18. 在TCP连接建立过程中，若client发送了SYN消息后，client、server可能状态
- client处于SYN_SENT状态；
- server可能仍处于listen状态（未收到SYN消息），或处于SYN_RCVD状态
19. 析构函数不推荐抛出异常
从语法上面讲，析构函数抛出异常是可以的，C++并没有禁止析构函数引发异常，但是C++不推荐这一做法，从析构函数中抛出异常是及其危险的。
析构函数可能在对象正常结束生命周期时调用，也可能在有异常发生时从函数堆栈清理时调用。前一种情况抛出异常不会有无法预料的结果，可以正常捕获；但后一种情况下，因为函数发生了异常而导致函数的局部变量的析构函数被调用，析构函数又抛出异常，本来局部对象抛出的异常应该是由它所在的函数负责捕获的，现在函数既然已经发生了异常，必定不能捕获，因此，异常处理机制只能调用terminate()。
20. 进程和线程
20.1. 进程
是并发执行的程序在执行过程中分配和管理资源的基本单位，每一个进程都有一个自己的地址空间，即进程空间或（虚空间）。进程至少有 5 种基本状态，它们是：初始态，执行态，等待状态，就绪状态，终止状态。
20.2. 线程
是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源(如程序计数器，一组寄存器和栈)，但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤销另一个线程；同一个进程中的多个线程之间可以并发执行。
20.3. 进程和线程的区别
进程和线程都是由操作系统所体会的程序运行的基本单元，系统利用该基本单元实现系统对应用的并发性。进程和线程的区别在于：
- 地址空间：线程是进程内的一个执行单元；一个程序至少有一个进程，一个进程至少有一个线程；它们共享进程的地址空间；而各个进程有自己独立的地址空间；
- 资源拥有：进程是资源分配和拥有的单位，同一个进程内的线程共享进程的资源
- 划分尺度：线程的划分尺度小于进程，使得多线程程序的并发性高（进程在执行过程中拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而极大地提高了程序的运行效率。）
- 执行过程：每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。
- 线程是处理器调度的基本单位，而进程不是
- 管理与分配：多线程的意义在于一个应用程序中，有多个执行部分可以同时执行。但操作系统并没有将多个线程看做多个独立的应用，来实现进程的调度和管理以及资源分配。这就是进程和线程的重要区别。
21. 进程间通信方式
- 管道（pipe）：管道是一种半双工的通信方式，数据只能单向流动，而且只能在具有亲缘关系的进程间使用。进程的亲缘关系通常是指父子进程关系。
- 命名管道（FIFO）：有名管道也是半双工的通信方式，但是它允许无亲缘关系进程间的通信。
- 消息队列（MessageQueue）：消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
- 共享内存（SharedMemory）：共享内存就是映射一段能被其他进程所访问的内存，这段共享内存由一个进程创建，但多个进程都可以访问。共享内存是最快的 IPC 方式，它是针对其他进程间通信方式运行效率低而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号两，配合使用，来实现进程间的同步和通信。
- 信号量（Semaphore）：信号量是一个计数器，可以用来控制多个进程对共享资源的访问。它常作为一种锁机制，防止某进程正在访问共享资源时，其他进程也访问该资源。因此，主要作为进程间以及同一进程内不同线程之间的同步手段。
- 套接字（Socket）：套解口也是一种进程间通信机制，与其他通信机制不同的是，它可用于不同及其间的进程通信。
- 信号（sinal）： 信号是一种比较复杂的通信方式，用于通知接收进程某个事件已经发生。