C++面试:多态与内存管理
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更新于2024-08-01
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"C++面试题集锦,包括关于多态性、字符串逆序及Windows内存管理的讨论"
在C++编程语言中,多态性是一个核心特性,它允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。标题提到的问题是关于多态性的实现。在C++中,当一个父类定义了一个虚函数(`virtual`),这个特性会被子类自动继承,即使子类覆盖这个函数时没有再次声明`virtual`。这意味着,如果子类重写了父类的虚函数,即使不使用`virtual`关键字,调用该函数时仍然会根据对象的实际类型动态绑定到正确的实现,这就是多态性。
私有成员(`private`)在继承时也会被继承,但子类仅具有访问权限的限制,无法直接访问这些私有成员,除非通过公有接口或友元函数。每个子类对象都会包含父类的所有非静态成员变量,静态成员变量是类级别的,不属于特定的对象实例,因此不在子类对象空间内。
对于字符串逆序输出,题目给出了两种C++实现方式。第一种方法使用字符数组和指针交换前半部分和后半部分的字符。第二种方法利用了`std::string`类的`replace`函数,可以方便地替换字符串的一部分,实现字符串的反转。
关于Windows内存管理,这是一个复杂的话题,涉及到虚拟内存、页表、内存分页等概念。操作系统使用虚拟内存技术,使得程序认为它拥有连续的、可用的内存(一个寻址空间),但实际上,这些内存可能分布在物理内存、硬盘上的交换文件中。当程序需要使用某个内存页时,操作系统负责将该页从磁盘加载到物理内存,并更新页表以映射这个地址。常见的内存管理策略包括块式、页式、段式和段页式管理,其中页式管理和段页式管理更为常见,因为它们能更有效地支持共享内存和动态地址转换。
在页式管理中,内存被划分为固定大小的页,而程序的逻辑地址空间也是按页划分。操作系统维护一个页表,记录每个逻辑页对应的物理页位置。当程序访问一个逻辑地址时,处理器通过页表找到对应的物理地址,然后执行指令。这种机制允许操作系统在物理内存有限的情况下,通过交换机制有效地管理多个程序的内存需求。段式管理则侧重于按照程序逻辑结构来分配内存,而段页式管理则是这两种方法的结合,提供了一种灵活且高效的内存管理方式。
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