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C++内存管理与编译链接
1. 内存模型
*问题类型：
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C++ 内存分区（栈、堆、全局/静态存储区、常量存储区、代码区）？
分区 存储内容 生命周期 特点 栈 (Stack) 局部变量、函数参数、返回值 函数结束自动释放 自动管理，快速高效 堆 (Heap) 动态分配的内存（ new/malloc）手动释放（ delete/free）大容量，分配慢，需手动管理 全局/静态存储区 全局变量、静态变量（ static）程序启动分配，结束释放 初始化为零 常量存储区 字符串常量、 const全局变量程序运行期间 只读，修改导致段错误 代码区 程序指令（二进制机器码） 程序运行期间 -
栈和堆的区别？
特性 栈 堆 管理方式 编译器自动管理 程序员手动管理 分配速度 极快（移动栈指针） 较慢（搜索可用内存块） 空间大小 较小（默认 MB 级） 较大（接近系统内存上限） 内存碎片 无 可能产生碎片 访问安全 自动边界检查（部分系统） 无保护（易越界） -
内存泄漏（Memory Leak）是什么？如何检测和避免？
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定义：已分配的堆内存无法被访问且未释放
-
检测方法：
- 工具：Valgrind、AddressSanitizer、智能指针计数
- 日志：重载
new/delete记录分配点
-
避免措施：
cpp// 使用智能指针（C++11+） auto ptr = std::make_unique<MyClass>(); // 自动释放// RAII 原则 class ResourceHolder {Resource* res; public:ResourceHolder() : res(new Resource) {}~ResourceHolder() { delete res; } // 析构时释放 };
-
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野指针、悬空指针、空指针的区别？
类型 定义 示例 风险 野指针 未初始化的指针（随机地址） int* p; *p = 10;崩溃/数据损坏 悬空指针 指向已释放内存的指针 int* p = new int; delete p; *p = 20;未定义行为 空指针 显式指向 nullptr的指针int* p = nullptr;安全（可检测） -
new/delete和malloc/free的区别？特性 new/deletemalloc/free语言 C++ 运算符 C 库函数 构造/析构 调用构造函数/析构函数 仅分配/释放内存 类型安全 返回具体类型指针 返回 void*（需强转）内存大小 自动计算（ new T）手动指定字节数（ sizeof）失败处理 抛出 std::bad_alloc返回 NULL重载 支持运算符重载 不可重载 -
new T[]和delete[] T的匹配使用原因？-
内存布局差异：
MyClass* arr = new MyClass[3]; // 实际内存布局： // [元素数量] [对象0] [对象1] [对象2] // ^ ^ // | 返回给用户的指针 -
不匹配的后果：
- 使用
delete而非delete[]：- 仅调用第一个元素的析构函数
- 错误的内存释放方式（可能少释放前缀计数区）
- 结果：内存泄漏 + 未定义行为（UB）
- 使用
-
2. 编译与链接
*问题类型：
-
C++程序的编译链接过程（预处理、编译、汇编、链接）？
阶段 输入 输出 核心操作 工具 预处理 .cpp源文件.i预处理文件宏展开、头文件包含、条件编译 cpp/gcc -E编译 .i文件.s汇编文件语法分析、语义检查、生成平台相关汇编代码 gcc -S汇编 .s汇编文件.o目标文件汇编指令 → 机器码（二进制） as链接 多个 .o文件可执行文件 符号解析、地址重定位、库合并 ld示例流程：
g++ -E main.cpp -o main.i # 预处理 g++ -S main.i -o main.s # 编译 g++ -c main.s -o main.o # 汇编 g++ main.o utils.o -o app # 链接 -
什么是符号表？
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定义：目标文件（
.o）中记录全局符号信息的结构 -
关键内容：
- 导出符号：当前模块定义的全局函数/变量（供其他模块使用）
- 未解决符号：当前模块引用但未定义的函数/变量（需链接时解析）
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查看工具：
nm main.o # 查看符号表 objdump -t lib.a # 静态库符号分析
-
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动态库（DLL/SO）和静态库（LIB/A）的区别、优点和使用场景？
特性 静态库（.lib/.a） 动态库（.dll/.so） 链接时机 编译时链接到可执行文件 运行时由系统加载 文件组成 目标文件（ .o）集合已链接的共享目标文件 内存占用 每个进程独立副本（内存浪费） 内存中仅一份副本（多进程共享） 更新部署 需重新编译整个程序 替换库文件即可（ABI 兼容前提下） 加载速度 启动快（无运行时加载开销） 启动稍慢（需加载库） 使用场景 小型程序；无依赖环境；嵌入式系统 大型应用；插件系统；公共库 创建示例：
# 静态库 ar rcs libutils.a utils.o# 动态库（Linux） g++ -shared -fPIC -o libutils.so utils.cpp -
extern "C"的作用？-
核心功能：禁用 C++ 的名称修饰（Name Mangling），实现 C 语言兼容
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使用场景：
- C++ 调用 C 库函数
- C 调用 C++ 函数（需反向包装）
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示例：
// C++ 代码中声明 C 函数 extern "C" {void c_library_function(int param); // 按 C 规则编译 }名称修饰对比：
- C++ 修饰后：
_Z6funcv（含参数类型信息） - C 修饰后：
func（简单函数名）
- C++ 修饰后：
-
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单一定义规则（ODR）是什么？
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核心原则：
- 变量/函数：全局范围内最多只能有一个定义
- 类/模板：可在多个编译单元定义，但必须完全一致
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违规示例：
// file1.cpp int global_var = 10; // 定义// file2.cpp int global_var = 20; // 重复定义 → 链接错误 -
正确实践：
// header.h extern int global_var; // 声明（非定义）// file1.cpp int global_var = 10; // 唯一定义// file2.cpp #include "header.h" void use_var() { std::cout << global_var; } // 正确使用
ODR 例外：
- 内联函数/变量（C++17）：允许多处定义（需完全相同）
- 模板：实例化时生成唯一定义
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