目录

• C/C++
• STL
• 数据结构
• 算法
• Problems
• 操作系统
• 计算机网络
• 数据库
• 设计模式
• 网络编程
• 链接装载库
• 海量数据处理
• 其他
• 书籍
• 复习刷题网站
• 面试题目经验

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C/C++

• 封装
• 继承
• 多态
• 虚函数
• 内存分配和管理
• extern"C"
• const作用
• 什么是面向对象（OOP）
• new、malloc、alloca的区别
• 运行时类型识别（RTTI）
• 友元类和友元函数
• struct和class的区别

STL

数据结构

顺序结构

顺序栈（Sequence Stack）

SqStack.cpp

typedef struct {
	ElemType *elem;
	int top;
	int size;
	int increment;
} SqSrack;

队列（Sequence Queue）

typedef struct {
	ElemType * elem;
	int front;
	int rear;
	int maxSize;
}SqQueue;

非循环队列

SqQueue.rear++

循环队列

SqQueue.rear = (SqQueue.rear + 1) % SqQueue.maxSize

顺序表（Sequence List）

SqList.cpp

typedef struct {
	ElemType *elem;
	int length;
	int size;
	int increment;
} SqList;

链式结构

LinkList.cpp

LinkList_with_head.cpp

typedef struct LNode {
    ElemType data;
    struct LNode *next;
} LNode, *LinkList; 

链队列（Link Queue）

线性表的链式表示

单链表（Link List）

双向链表（Du-Link-List）

循环链表（Cir-Link-List）

哈希表

HashTable.cpp

概念

哈希函数：H(key): K -> D , key ∈ K

构造方法

• 直接定址法
• 除留余数法
• 数字分析法
• 折叠法
• 平方取中法

冲突处理方法

• 链地址法：key相同的用单链表链接
• 开放定址法
  • 线性探测法：key相同 -> 放到key的下一个位置，Hi = (H(key) + i) % m
  • 二次探测法：key相同 -> 放到 Di = 1^2, -1^2, ..., ±（k)^2,(k<=m/2）
  • 随机探测法：H = (H(key) + 伪随机数) % m

线性探测的哈希表数据结构

typedef char KeyType;

typedef struct {
	KeyType key;
}RcdType;

typedef struct {
	RcdType *rcd;
	int size;
	int count;
	bool *tag;
}HashTable;

递归

概念

函数直接或间接地调用自身

递归与分治

• 分治法
  • 问题的分解
  • 问题规模的分解
• 折半查找（递归）
• 归并查找（递归）
• 快速排序（递归）

递归与迭代

• 迭代：反复利用变量旧值推出新值
• 折半查找（迭代）
• 归并查找（迭代）

广义表

头尾链表存储表示

// 广义表的头尾链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0：原子，LIST==1：子表
typedef struct GLNode {
    ElemTag tag;
    // 公共部分，用于区分原子结点和表结点
    union {
        // 原子结点和表结点的联合部分
        AtomType atom;
        // atom是原子结点的值域，AtomType由用户定义
        struct {
            struct GLNode *hp, *tp;
        } ptr;
        // ptr是表结点的指针域，prt.hp和ptr.tp分别指向表头和表尾
    } a;
} *GList, GLNode;

扩展线性链表存储表示

// 广义表的扩展线性链表存储表示
typedef enum {ATOM, LIST} ElemTag;
// ATOM==0：原子，LIST==1：子表
typedef struct GLNode1 {
    ElemTag tag;
    // 公共部分，用于区分原子结点和表结点
    union {
        // 原子结点和表结点的联合部分
        AtomType atom; // 原子结点的值域
        struct GLNode1 *hp; // 表结点的表头指针
    } a;
    struct GLNode1 *tp;
    // 相当于线性链表的next，指向下一个元素结点
} *GList1, GLNode1;

二叉树

BinaryTree.cpp

性质

1. 非空二叉树第 i 层最多 2^(i-1) 个结点 (i >= 1)
2. 深度为 k 的二叉树最多 2^k - 1 个结点 (k >= 1)
3. 度为 0 的结点数为 n0，度为 2 的结点数为 n2，则 n0 = n2 + 1
4. 有 n 个结点的完全二叉树深度 k = ⌊ log2(n) ⌋ + 1
5. 对于含 n 个结点的完全二叉树中编号为 i (1 <= i <= n) 的结点
   1. 若 i = 1，为根，否则双亲为 ⌊ i / 2 ⌋
   2. 若 2i > n，则 i 结点没有左孩子，否则孩子编号为 2i + 1
   3. 若 2i + 1 > n，则 i 结点没有右孩子，否则孩子编号为 2i + 1

存储结构

typedef struct BiTNode
{
    TElemType data;
    struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;

顺序存储

链式存储

遍历方式

• 先序遍历
• 中序遍历
• 后续遍历
• 层次遍历

分类

• 满二叉树
• 完全二叉树（堆）
  • 大顶堆：根 >= 左 && 根 >= 右
  • 小顶堆：根 <= 左 && 根 <= 右
• 二叉查找树（二叉排序树）：左 < 根 < 右
• 平衡二叉树（AVL树）：| 左子树树高 - 右子树树高 | <= 1
• 最小失衡树：平衡二叉树插入新结点导致失衡的子树：调整：
  • LL型：根的左孩子右旋
  • RR型：根的右孩子左旋
  • LR型：根的左孩子左旋，再右旋
  • RL型：右孩子的左子树，先右旋，再左旋

其他树及森林

树的存储结构

• 双亲表示法
• 双亲孩子表示法
• 孩子兄弟表示法

并查集

一种不相交的子集所构成的集合 S = {S1, S2, ..., Sn}

平衡二叉树（AVL树）

红黑树

B树

B+树

八叉树

图

算法

排序

• 冒泡排序
• 冒泡排序（改进版）
• 选择排序
• 快速排序
• 文件排序

查找

• 顺序查找
• 蛮力字符串匹配
• 文件查找

Problems

Single Problem

• Chessboard Coverage Problem (棋盘覆盖问题)

• Knapsack Problem (背包问题)

• Neumann Neighbor Problem (冯诺依曼邻居问题)

• Round Robin Problem (循环赛日程安排问题)

• Tubing Problem (输油管道问题)

Leetcode Problems

Array

• 1. Two Sum
• 4. Median of Two Sorted Arrays
• 11. Container With Most Water
• 26. Remove Duplicates from Sorted Array
• 53. Maximum Subarray
• 66. Plus One
• 88. Merge Sorted Array
• 121. Best Time to Buy and Sell Stock
• 169. Majority Element
• 283. Move Zeroes

操作系统

• 进程间的通信方式（管道、有名管道、信号、共享内存、消息队列、信号量、套接字、文件）

计算机网络

• TCP/IP
• TCP协议
• TCP三次握手
• TCP和UDP的区别
• socket套接字
• HTTP返回码

HTTP

runoob . HTTP教程

HTTP 请求方法

• GET：请求指定的页面信息，并返回实体主体
• HEAD：类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
• POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
• PUT：从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
• DELETE：请求服务器删除指定的页面
• CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器
• OPTIONS：允许客户端查看服务器的性能
• TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断

HTTP 状态码

• 200 OK: 请求成功
• 301 Moved Permanently: 永久移动。请求的资源已被永久的移动到新URI，返回信息会包括新的URI，浏览器会自动定向到新URI。今后任何新的请求都应使用新的URI代替
• 400 Bad Request: 客户端请求的语法错误，服务器无法理解
• 401 Unauthorized: 请求要求用户的身份认证
• 403 Forbidden: 服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行此请求
• 404 Not Found: 服务器无法根据客户端的请求找到资源（网页）。通过此代码，网站设计人员可设置"您所请求的资源无法找到"的个性页面
• 408 Request Timeout: 服务器等待客户端发送的请求时间过长，超时
• 500 Internal Server Error: 服务器内部错误，无法完成请求
• 503 Service Unavailable: 由于超载或系统维护，服务器暂时的无法处理客户端的请求。延时的长度可包含在服务器的Retry-After头信息中
• 504 Gateway Timeout: 充当网关或代理的服务器，未及时从远端服务器获取请求

数据库

• 数据库事务四大特性：原子性、一致性、分离性、持久性
• 数据库索引：顺序索引 B+树索引 hash索引 MySQL索引背后的数据结构及算法原理

设计模式

网络编程

链接装载库

内存、栈、堆

一般应用程序内存空间有如下区域：

• 栈：由操作系统自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量等的值，用于维护函数调用的上下文
• 堆：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时可能由操作系统回收，用来容纳应用程序动态分配的内存区域
• 可执行文件映像：存储着可执行文件在内存中的映像，由装载器装载是将可执行文件的内存读取或映射到这里
• 保留区：保留区并不是一个单一的内存区域，而是对内存中受到保护而禁止访问的内存区域的总称，如通常C语言讲无效指针赋值为0（NULL），因此0地址正常情况下不可能有效的访问数据

栈

栈保存了一个函数调用所需要的维护信息，常被称为堆栈帧（Stack Frame）或活动记录（Activate Record），一般包含以下几方面：

• 函数的返回地址和参数
• 临时变量：包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量
• 保存上下文：包括函数调用前后需要保持不变的寄存器

堆

堆分配算法：

• 空闲链表（Free List）
• 位图（Bitmap）
• 对象池

“段错误（segment fault）” 或 “非法操作，该内存地址不能read/write”

典型的非法指针解引用造成的错误。当指针指向一个不允许读写的内存地址，而程序却试图利用指针来读或写该地址时，会出现这个错误。

普遍原因：

• 将指针初始化位NULL，之后没有给它一个合理的值就开始使用指针
• 没用初始化栈中的指针，指针的值一般会是随机数，之后就直接开始使用指针

编译链接

编译链接过程

1. 预编译（预编译器处理如#include、#define等预编译指令，生成.i或.ii文件）
2. 编译（编译器进行词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、目标代码生成、优化，生成.s文件）
3. 汇编（汇编器把汇编码翻译成机器码，生成.o文件）
4. 链接（连接器进行地址和空间分配、符号决议、重定位，生成.out文件）

现在版本GCC把预编译和编译合成一步，预编译编译程序cc1、汇编器as、连接器ld

MSVC编译环境，编译器cl、连接器link、可执行文件查看器dumpbin

目标文件

编译器编译源代码后生成的文件叫做目标文件。目标文件从结构上讲，它是已经编译后的可执行文件格式，只是还没有经过链接的过程，其中可能有些符号或有些地址还没有被调整。

可执行文件（Windows的.exe和Linux的ELF）、动态链接库（Windows的.dll和Linux的.so）、静态链接库（Windows的.lib和Linux的.a）都是按照可执行文件格式存储（Windows按照PE-COFF，Linux按照ELF）

目标文件格式

• Windows的PE（Portable Executable），或称为PE-COFF，.obj格式
• Linux的ELF（Executable Linkable Format），.o格式
• Intel/Microsoft的OMF（Object Module Format）
• Unix的a.out格式
• MS-DOS的.COM格式

PE和ELF都是COFF（Common File Format）的变种

目标文件存储结构

段	功能
File Header	文件头，描述整个文件的文件属性（包括文件是否可执行、是静态链接或动态连接及入口地址、目标硬件、目标操作系统等）
.text section	代码段，执行语句编译成的机器代码
.data section	数据段，已初始化的全局变量和局部静态变量
.bss section	BBS段（Block Started by Symbol），未初始化的全局变量和局部静态变量（因为默认值为0，所以只是在此预留位置，不占空间）
.rodate section	只读数据段，存放只读数据，一般是程序里面的只读变量（如const修饰的变量）和字符串常量
.comment section	注释信息段，存放编译器版本信息
.note.GNU-stack section	堆栈提示段

其他段略

链接的接口————符号

在链接中，目标文件之间相互拼合实际上是目标文件之间对地址的引用，即对函数和变量的地址的引用。我们将函数和变量统称为符号（Symbol），函数名或变量名就是符号名（Symbol Name）。

如下符号表（Symbol Table）：

Symbol（符号名）	Symbol Value （地址）
main	0x100
Add	0x123
...	...

extern "C"

extern "C" 的作用是让C++编译器将 extern "C" 声明的代码当作C语言代码处理，可以避免C++因符号修饰导致代码不能和C语言库中的符号进行链接的问题。

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void *memset(void *, int, size_t);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

Linux的共享库（Shared Library）

Linux下的共享库就是普通的ELF共享对象。

共享库版本更新应该保证二进制接口ABI（Application Binary Interface）的兼容

命名

libname.so.x.y.z

• x：主版本号，不同主版本号的库之间不兼容，需要重新编译
• y：次版本号，高版本号向后兼容低版本号
• z：发布版本号，不对接口进行更改，完全兼容

路径

大部分包括Linux在内的开源系统遵循FHS（File Hierarchy Standard）的标准，这标准规定了系统文件如何存放，包括各个目录结构、组织和作用。

• /lib：存放系统最关键和最基础的共享库，如动态链接器、C语言运行库、数学库等
• /usr/lib：存放非系统运行时所需要的关键性的库，主要是开发库
• /usr/local/lib：存放跟操作系统本身并不十分相关的库，主要是一些第三方应用程序的库

动态链接器会在/lib、/usr/lib和由/etc/ld.so.conf配置文件指定的，目录中查找共享库

环境变量

• LD_LIBRARY_PATH：临时改变某个应用程序的共享库查找路径，而不会影响其他应用程序
• LD_PRELOAD：指定预先装载的一些共享库甚至是目标文件
• LD_DEBUG：打开动态链接器的调试功能

Windows的动态链接库（Dynamic-Link Library）

DLL头文件

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

#ifdef _WIN32
#  ifdef MODULE_API_EXPORTS
#    define MODULE_API __declspec(dllexport)
#  else
#    define MODULE_API __declspec(dllimport)
#  endif
#else
#  define MODULE_API
#endif

MODULE_API int module_init();

#ifdef __cplusplus
}
#endif

DLL源文件

#define MODULE_API_EXPORTS
#include "module.h"

MODULE_API int module_init()
{
    /* do something useful */
    return 0;
}

运行库（Runtime Library）

典型程序运行步骤

1. 操作系统创建进程，把控制权交给程序的入口（往往是运行库中的某个入口函数）
2. 入口函数对运行库和程序运行环境进行初始化（包括堆、I/O、线程、全局变量构造等等）。
3. 入口函数初始化后，调用main函数，正式开始执行程序主体部分。
4. main函数执行完毕后，返回到入口函数进行清理工作（包括全局变量析构、堆销毁、关闭I/O等），然后进行系统调用结束进程。

一个程序的I/O指代程序与外界的交互，包括文件、管程、网络、命令行、信号等。更广义地讲，I/O指代操作系统理解为“文件”的事物。

glibc 入口

_start -> __libc_start_main -> exit -> _exit

其中main(argc, argv, __environ)函数在__libc_start_main里执行。

MSVC CRT 入口

int mainCRTStartup(void)

执行如下操作：

1. 初始化和OS版本有关的全局变量。
2. 初始化堆。
3. 初始化I/O。
4. 获取命令行参数和环境变量。
5. 初始化C库的一些数据。
6. 调用main并记录返回值。
7. 检查错误并将main的返回值返回。

C语言运行库（CRT）

大致包含如下功能：

• 启动与退出：包括入口函数及入口函数所依赖的其他函数等。
• 标准函数：有C语言标准规定的C语言标准库所拥有的函数实现。
• I/O：I/O功能的封装和实现。
• 堆：堆的封装和实现。
• 语言实现：语言中一些特殊功能的实现。
• 调试：实现调试功能的代码。

C语言标准库（ANSI C）

包含：

• 标准输入输出（stdio.h）
• 文件操作（stdio.h）
• 字符操作（ctype.h）
• 字符串操作（string.h）
• 数学函数（math.h）
• 资源管理（stdlib.h）
• 格式转换（stdlib.h）
• 时间/日期（time.h）
• 断言（assert.h）
• 各种类型上的常数（limits.h & float.h）
• 变长参数（stdarg.h）
• 非局部跳转（setjmp.h）

海量数据处理

• 海量数据处理面试题集锦
• 十道海量数据处理面试题与十个方法大总结

其他

书籍

• 《剑指Offer》
• 《编程珠玑》
• 《深度探索C++对象模型》
• 《Effective C++》
• 《More Effective C++》
• 《深入理解C++11》
• 《STL源码剖析》
• 《深入理解计算机系统》
• 《TCP/IP网络编程》
• 《程序员的自我修养》

复习刷题网站

• leetcode
• 牛客网
• 慕课网
• 菜鸟教程

面试题目经验

• 知乎 . 互联网公司最常见的面试算法题有哪些？
• 知乎 . 面试 C++ 程序员，什么样的问题是好问题？
• cnblogs . C++面试集锦( 面试被问到的问题 )
• cnblogs . C/C++ 笔试、面试题目大汇总
• cnblogs . 常见C++面试题及基本知识点总结（一）
• CSDN . 全面整理的C++面试题
• CSDN . 百度研发类面试题（C++方向）
• CSDN . c++常见面试题30道
• CSDN . 腾讯2016实习生面试经验（已经拿到offer)
• segmentfault . C++常见面试问题总结