Те, кто занимается программированием рано или поздно сталкивается с необходимостью прохождения технического собеседования у потенциального работодателя. О том, что спрашивают на собеседовании у C++ программистов, а также об ответах на эти вопросы и пойдет речь в данном посте.

Предисловие
Небольшая вводная часть в виде вопрос-ответ, чтобы разъяснить некоторые моменты и постараться ответить на возможные вопросы по этому посту.

Зачем все это?
Хочется собрать реальные вопросы и ответы на них в одном посте. Т.к. меня не устраивают те, что я вижу в интернете, они порой слишком размазанные (например, 75 страниц на геймдеве), или рассматривающие всего несколько примеров, или с ошибками, которые уже никто не исправит, или с ссылками на уже мертвые топики, или какие-то надуманные,… список можно продолжать.

В общем хочется иметь список с самыми популярными вопросами по данной теме, и если, вдруг, понадобится освежить знания, чтобы не приходилось лезть в какие-то записки, запускать IDE или гуглить, а можно было открыть одно место и там все прочитать.

Наиболее интересной данная тема должна показаться тем, кто еще только начинает свои шаги в этом безграничном море под названием C++.

Откуда будут вопросы?
Из небольшого моего опыта, опыта людей, которых я знаю, а также, я надеюсь, что много интересного предложите вы, из своего опыта или опыта ваших знакомых.

Какая будет структура этих вопросов?
Линейный список. Вопросы будут добавляться по мере поступления, я постараюсь не забрасывать данный раздел и обновлять его. В конце я буду ставить дату последнего обновления, чтобы было понятно когда список меняли последний раз.

Сейчас я планирую написать первые 20 вопросов, а если эта тема будет востребована, то буду постепенно добавлять новые.

У вас ошибка в коде, как вы ее проглядели?
Людям свойственно ошибаться и я не считаю себя гуру способному писать безошибочно. И это C++, здесь вероятность ошибиться еще больше.

Если вы видите ошибку, напишите о ней, и я обязательно ее исправлю.

1. Зачем нужен виртуальный деструктор?
Ответ: Чтобы избежать возможной утечки ресурсов или другого неконтролируемого поведения объекта, в логику работы которого включен вызов деструктора.
Пример:

class Base
{
public:
 virtual ~Base()
 {
 std::cout << "Hello from ~Base()" << std::endl;
 }
};

class Derived : public Base
{
public:
 virtual ~Derived()
 {
 // Здесь могла бы быть очистка ресурсов
 std::cout << "Hello from ~Derived()" << std::endl;
 }
};

Base *obj = new Derived();
delete obj;


Output:
Hello from ~Derived()
Hello from ~Base()


Без ключевого слова virtual у родительского класса Base деструктор порожденного класса не был бы вызван. Т.е. вызвался бы только ~Base():

Output:
Hello from ~Base()


Наглядный пример возможной утечки в следующем вопросе.

2. Что стоит помнить при использовании исключений в конструкторе объекта?
Ответ: Если исключение не обработано, то c логической точки зрения разрушается объект, который еще не создан, а с технической, так как он еще не создан, то и деструктор этого объекта не будет вызван.
Пример:
class Base
{
private: 
 HANDLE m_hFile;

public:
 Base()
 {
 std::cout << "Hello from Base()" << std::endl;
 m_hFile = ::CreateFileA(...);
 // Вызываем код, который в ходе своего выполнения бросает исключение
 SomeLib.SomeFunc(...);
 }

 virtual ~Base()
 {
 std::cout << "Hello from ~Base()" << std::endl;
 // Здесь мы планировали закрыть хэндл
 ::CloseHandle(m_hFile);
 }
};

try
{
 Base b;
}
catch(const std::exception &e)
{
 std::cout << "Exception message: " << e.what() << std::endl;
}

Output:
Hello from Base()
Exception message: Something failed


Я немного модифицировал предыдущий пример, чтобы проблема была наглядней. Здесь объект m_hFile (если был открыт) утечет т.к. до CloseHandle() выполнение не дойдет. Т.е. имеем такие же проблемы как в первом примере: возможная утечка ресурсов или другие проблемы из-за нарушения логики работы класса.

Здесь могут спросить: «Как бы вы поступили при подобной ситуации». Правильный ответ: «Воспользовался бы умными указателями». Простой пример умного указателя:
class Base
{
private: 
 class CHandle
 {
 public:
 ~CHandle()
 {
 ::CloseHandle(m_handle);
 }
 private:
 HANDLE m_handle;
 public:
 // Для полноценного smart pointer'а перегрузки одной операции
 // не достаточно, но для нашего примера и понимания вполне хватит
 void operator = (const HANDLE &handle)
 {
 m_handle = handle;
 }
 };

 CHandle m_hFile;

public:
 Base()
 {
 std::cout << "Hello from Base()" << std::endl;
 m_hFile = ::CreateFileA(...);
 // Вызываем код, который в ходе своего выполнения бросает исключение
 SomeLib.SomeFunc(...);
 }

 virtual ~Base()
 {
 std::cout << "Hello from ~Base()" << std::endl;
 }
...

Теперь и без вызова деструктора Base хэндл будет закрыт, т.к. при уничтожении класса Base будет уничтожен объект m_hFile класса CHandle, в деструкторе которого и будет закрыт хэндл.

Изобретать велосипед, конечно, не надо, все уже написано до нас, это пример который можно написать на бумажке при соответствующем вопросе. А так есть boost, Loki, ATL и т.п., где это уже реализовано.

3. Для каких целей применяется ключевое слово const?
Ответ:
Позволяет задать константность объекта
Позволяет задать константность указателя
Позволяет указать, что данный метод не модифицирует члены класса, т.е. сохраняет состояние объекта
Пример 1. Не можем изменить значение объекта:
const int i = 1;
i = 2; // error C3892: 'i' : you cannot assign to a variable that is const

Пример 2. Не можем изменить указатель на объект:
int i = 1;
int* const j(&i);
int k = 2;
*j = k; // Ok
j = &k; // error C3892: 'j' : you cannot assign to a variable that is const


Пример 3. Не можем изменить члены класса:
class Foo
{
private:
 int i;
public:
 void func() const
 {
 i = 1; // error C3490: 'i' cannot be modified because it is being accessed through a const object
 }
};

Дополнение: константный метод может изменять члены класса, если они объявлены как mutable.

4. Можете ли вы написать пример какого-нибудь алгоритма сортировки?
Ответ: Пузырьковая сортировка, для контейнеров, без временных переменных:
template <typename T >
void bubble_sort( T &a )
{
 for( T::size_type i = 0; a.size() && i < a.size() - 1; ++i )
 {
 for( T::size_type j = i; j + 1 > 0; --j )
 {
 if( a[j] > a[j+1] )
 std::swap( a[j], a[j+1] );
 }
 }
}

std::vector<int> v;
v.push_back( 7 );
v.push_back( 1000 );
v.push_back( 134 );
v.push_back( 23 );
v.push_back( 1 );
bubble_sort( v );

5. Можете ли вы написать код для переворота строки?
Ответ: Код переворота строки для контейнеров, без временных переменных, не осуществляющий прохода по всей строке:
template <typename T >
void invert_string( T &a )
{
 T::size_type length = a.size();
 for( T::size_type i = 0; i < (length/2); ++i )
 {
 std::swap( a[i], a[length - i - 1] );
 }
}

std::string str = "abcdefg";
invert_string(str);

6. Как защитить объект от копирования?
Ответ: Сделать private конструктор копирования и оператор =.
Пример:
class NonCopyable
{
public:
 NonCopyable(){}

private:
 NonCopyable(NonCopyable&){}
 
private:
 void operator=(const NonCopyable&){}
};

NonCopyable a; 
NonCopyable b = a; // error C2248: 'NonCopyable::NonCopyable' : cannot access private member
a = b; // error C2248: 'NonCopyable::operator =' : cannot access private member

7. В чем разница между struct и class?
Ответ: Практически ни в чем. В struct модификаторы доступа по умолчанию public, в class private. Также отличается и наследование по умолчанию, у structpublic, у classprivate.
Пример:
struct Foo
{
 int i;
};
class Bar
{
 int i;
};

Foo a;
a.i = 1; // Ok
Bar b;
b.i = 1; // error C2248: 'Bar::i' : cannot access private member declared in class 'Bar'

8. Каким свойством должен обладать объект, чтобы его можно было добавить в ассоциативные контейнеры в качестве ключа?
Ответ: Т.к. значения в ассоциативных контейнерах хранятся отсортированными, то объект должен реализовывать оператор сравнения <, а остальные операторы сравнения могут быть выражены через него.
Пример:
struct Foo
{
 int i;
};
inline bool operator < (const Foo & lhs, const Foo & rhs)
{
 return lhs.i < rhs.i;
}

std::set<Foo> data;
Foo a, b, c;
a.i = 7;
b.i = 1;
c.i = 6;
data.insert( a );
data.insert( b );
data.insert( c );
// Теперь в data элементы находятся в последовательности 1 6 7

Без реализации operator < объект класса Foo нельзя было бы добавить в set, т.к. был бы не определен их порядок внутри set'а.

Для нахождения элемента в контейнеры STL сам определяет недостающие операторы из оператора меньше. Так например, чтобы вычислить нужный элемент STL проверяет меньше ли он текущего, далее больше ли, и если оба условия ложны значит элемент равен искомому.

Помимо этого, для контейнеров может быть определен класс сравнения (Comparison class), в котором будет определена логика сравнения объектов, реализованная через тот же оператор меньше.

9. Сколько в памяти занимает произвольная структура?
Ответ: sizeof всех членов + остаток для выравнивания (по умолчанию выравнивание 4 байта) + vtable (если есть виртуальные функции) + указатели на классы предков, от которых было сделано виртуальное наследование (размер указателя * количество классов)
Пример:
struct Foo
{
 int i;
 char a;
};

int size = sizeof(Foo);
 // 8 байт, хотя int + char = 5. Все дело в дефолтном выравнивании равном 4,
 т.е. размер должен быть кратен блоку в 4 байта.

// Установим выравнивание в 1 байт
#pragma pack(push, 1)
struct Foo
{
 int i;
 char a;
};
#pragma pack(pop)

int size = sizeof(Foo); // 5 байт

10. Как сгенерировать pure virtual function call исключение?
Ответ: Нужно вызвать чисто виртуальный метод в конструкторе родительского класса т.е. до создания дочернего, в котором этот метод реализован. Т.к. современный компилятор не даст это сделать напрямую, то нужно будет использовать промежуточный метод.
Пример:
class Base
{
public:
 Base()
 {
 base_func();
 }
 void base_func()
 {
 func(); // pure virtual function call exception
 }
 virtual void func() = 0;
};
class Derived : public Base
{
public:
 virtual void func()
 {
 }
};

11. В чем отличие vector от deque?
Ответ: Здесь вспоминают о наличии у deque методов push_front и pop_front. Но основное отличие в организации памяти, у vector она как у обычного Си-массива, т.е. последовательный и непрерывный набор байт, а у deque это фрагменты с разрывами. За счет этого отличия vector всегда можно привести к обычному массиву или скопировать целиком участок памяти, но зато у deque операции вставки/удаления в начало быстрее (O(1) против O(n)), ввиду того, что не нужно перемещать остальные значения.

12. Что дают разные модификаторы при наследовании?
Ответ: Изменяют зону видимости членов базового класса.
Пример:
class Base
{
public:
 int i;
};
class Derived : private Base
{
 // i теперь имеет модификатор доступа private
};
class Derived2 : private Derived
{
public:
 Derived2()
 {
 i = 2; // error C2247: 'Base::i' not accessible because 'Derived' uses 'private' to inherit from 'Base'
 }
};

Derived d;
d.i; // error C2247

При private наследовании protected и public члены становятся private. При protected наследовании public становится protected. А при public ничего не изменяется.

13. Что такое инкапсуляция?
Ответ (Wiki): Инкапсуляция — свойство языка программирования, позволяющее объединить и защитить данные и код в объектe и скрыть реализацию объекта от пользователя (прикладного программиста). При этом пользователю предоставляется только спецификация (интерфейс) объекта.

Пользователь может взаимодействовать с объектом только через этот интерфейс. Реализуется с помощью ключевого слова: public.

Пользователь не может использовать закрытые данные и методы. Реализуется с помощью ключевых слов: private, protected.

14. Что такое полиморфизм?
Ответ (Wiki): Возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.
Пример:
class Figure 
{
 ...
 void Draw() const;
 ...
};
 
class Square : public Figure 
{
 ...
 void Draw() const;
 ...
};
 
class Circle : public Figure 
{
 ...
 void Draw() const;
 ...
};


Т.е. есть базовый класс фигура, и от него унаследованы два класса квадрат и круг, имеющие собственную реализацию метода Draw().

15. В чем отличие malloc от new?
Ответ: malloc — выделение блока памяти в стиле Си, опасное с точки зрения приведения типов (non-typesafe), т.к. возвращает void * и требует обязательного приведения. new — выделение блока памяти и последующий вызов конструктора, безопасное с точки зрения приведения типов (typesafe), т.к. тип возвращаемого значения определен заранее.

16. Что такое чисто виртуальный метод и абстрактный класс?
Ответ: Чисто виртуальный метод — это метод, у которого отсутствует реализация. Абстрактный класс — это класс имеющий хотя бы один чисто виртуальный метод. Как следствие, экземпляр подобного класса не может быть создан т.к. отсутствует реализация виртуального метода.
Пример:
// Абстрактный класс
class Foo
{
public:
 // Чисто виртуальный метод
 virtual void func() = 0;
};
class Bar : public Foo
{
public:
 virtual void func()
 {
 }
};

Foo f; // error C2259: 'Foo' : cannot instantiate abstract class 
Bar b; // Ok

17. Для чего используется вызов throw без аргументов?
Ответ: Для повторного возбуждения предыдущего исключения и направления его следующему обработчику.
Пример:
try
{
 //....
 try
 {
 // Call something
 }
 catch(const std::exception& )
 {
 // Make/Check something..
 throw; // Пересылаем исключение следующему обработчику
 }
 //...
}
catch(const std::exception& e)
{
 std::cout << e.what() << std::endl;
}


18. В чем различия между delete и delete[]?
Ответ: delete предназначен для уничтожения объектов, помять под которые выделена при помощи new(). delete[] для объектов выделенных при помощи оператора new[]().
Пример:
class Foo
{
};

Foo *pFoo = new Foo();
delete pFoo;
Foo *pFooArray = new Foo[10]();
delete[] pFoo;

При неправильном использовании оператора delete (например, delete вместо delete[]) результат будет: undefined behavior.

19. Что стоит учитывать при использовании auto_ptr?
Ответ: Так как данный умный указатель реализует подход разрушающего копирования, то при присвоении его другому умному указателю оригинальный потеряет свое значение. А так же его нельзя использовать в стандартных STL контейнерах.
Пример:
std::auto_ptr<Foo> a(new Foo);
std::auto_ptr<Foo> b;
b = a; // a больше не ссылается на Foo

std::vector<std::auto_ptr<Foo>> v;
v.push_back(b); 
// error C2558: class 'std::auto_ptr<_Ty>' : 
no copy constructor available or copy constructor is declared 'explicit'

Также ввиду того, что в деструкторе auto_ptr вызывается оператор delete, нельзя хранить объекты созданные при помощи new[](). Именно из-за этого нюанса boost предоставляет умные указатели в двух вариантах, для просто объекта и их коллекции, например, shared_ptr и shared_array.

20. Для чего используется ключевое слово volatile?
Ответ: Для указания компилятору, что доступ к переменной может осуществляться из мест, неподконтрольных ему. А как следствие, что работу с данной переменной не нужно подвергать разного рода оптимизациям.
Пример:
volatile int i = 1; // Независимо от прочего кода, данная переменная не будет оптимизирована.

Т.е. если volatile присутствует в каком-то условии, которое не меняется со временем, то компилятор может оптимизировать его, чтобы избежать ненужных проверок, при использовании volatile компилятор скорее всего не будет этого делать.
Пример:
while (1) 
{
 if(i == 1)
 {
 // Какой-то код не изменяющий i
 }
}

// Если бы volatile отсутствовало, то компилятор мог бы переделать код на что-то аля:
if(i == 1) // Нет необходимости проверять i все время, если и так известно, что оно не изменяется
{
 while (1) 
 {
 // Какой-то код не изменяющий i
 }
}




2011-04-23 • Просмотров [ 7262 ]