C++/C方向面试题/概念知识点复习汇总（持续更新）
并非为面试准备，而是集合所需知识点进行巩固加强印象
1.讲讲同步和异步的区别
同步是顺序执行，调用者必须在等待一个任务完成后才可以进行下一个任务，否则就阻塞住
异步是并发执行，调用者在发起任务之后立刻返回(通过回调函数，Promise，事件机制通知结果)，期间可以去做其他的事情
同步代码相对简单，但是效率可能偏低(需要阻塞等待)，适合需要强流程性的操作，例如用户登录验证
异步效率相对较高，但代码较难(如回调地狱)，适合实现一些I/O次数繁多，密集的事务，例如文件读写，高并发接口，网络请求
拓展：std::promise是一个线程之间传递结果的模板类，和std::future搭配使用可以获得异步任务的返回值
std::future<int> compute_future() { std::promise<int> prom; std::future<int> fut = prom.get_future(); std::thread([prom = std::move(prom)]() mutable { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); prom.set_value(42); }).detach(); // 创建线程后detach(分离),之后不用join，但也无法控制 return fut; // 返回 future } std::future<int> result = compute_future(); std::cout << result.get(); // 输出 42 int compute_value() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); return 42; } // 异步执行并自动获取 future std::future<int> fut = std::async(std::launch::async, compute_value); std::cout << fut.get(); // 输出 422.函数指针和指针函数的理解
函数指针是指针，指向一个函数，主要用于实现回调函数、策略模式等
指针函数是函数，返回一个指针，通常用于动态内存分配(返回堆上创立的空间的起始指针)、工厂模式
现代 C++ 中，函数指针通常用std::function替代，指针函数用智能指针返回更安全。
拓展：工厂模式是一种创建型设计模式，用于封装对象的创建过程，让客户端不直接 new 对象，而是通过工厂方法来获取对象。例如类里的static一个对象创建函数，在外通过类名直接调用
3.如何保证线程安全
首先线程安全是指多个线程并发访问共享数据时，程序行为依然正确，不会出现数据竞争、死锁等问题
所以要保证线程安全主要需要解决数据之间的互相争抢访问，期望控制共享数据的访问，同时避免未定义行为
有以下几点我们可以采用的方法
- 互斥锁(Mutex)：通过使用互斥锁mutex以及锁守卫lock_guard等，确保同一时间只有一个线程可以访问临界区
- 原子操作(Atomic)：一些简单类型的数据，可以用原子操作来避免锁开销，并且保证原子性和内存顺序
- 读写锁(Shared_mutex)：使用读写锁保证同一时间只有一个线程去进行写操作(写独占)
- 避免内存共享：使用thread_local来避免共享内存，每个线程拥有只属于自己的副本，不用同步
条件变量(Condition Variable)：用于等待某个条件成立，避免忙等待
拓展：死锁的原理以及避免
死锁一般是由两个线程互相持有对方需要的锁，并且都在等对方释放，就会一直卡住，谁都释放不了
解决方法：
- 确保按顺序加锁：确保所有线程都按照一致的顺序加锁，这样就可以避免互相等的情况
- 使用std::lock锁定多个互斥量：std::lock一次性锁住多个互斥量，且其中也有防死锁算法
- 使用RAII避免忘记解锁：将加锁操作放在构造函数，解锁操作放在析构函数
unique_lock和lock_guard的区别
unique_lock的开销比lock_guard大，但是unique_lock支持手动解锁，内置lock()，unlock()接口，
在wait()等地方必须使用unique_lock
4.内存泄露是什么含义？如何检测呢？
内存泄漏指的是在动态开辟内存时，因为一些错误的操作，在不再需要这块空间之后并没有及时或者无法释放该空间，随着程序持续运行，泄漏的内存会不断累积，最终可能导致内存耗尽、程序崩溃或系统变慢
静态分析：编译器或工具检查代码模式，发现可能的泄漏路径
动态分析工具：使用Valgrind等工具进行检查
手动插桩检测：重载new/delete并记录
我觉得预防大于检测使用智能指针和RAII：优先使用std::unique_ptr/std::shared_ptr管理动态内存，自动释放。将泄露提前扼杀在摇篮
5.多线程的适用场景？多进程的适用场景？
首先多线程是共享进程地址空间，切换很方便，通信也方便，但是隔离性不高，一个线程崩全部就崩，而且还需要处理同步(锁，原子操作) 单核
多进程拥有自己独立的地址空间，隔离性强，一个崩掉可以单独修复不会影响别的进程，但是通信切换不方便，更安全，且可以跨多机
多线程适用于需要高频共享数据、低延迟并行计算的场景，比如图像处理、Web 服务器缓存共享。它的优点是通信快、切换轻量，但缺点是需要处理锁竞争、死锁，且一个线程崩溃会影响整个进程。
多进程适用于需要高可靠性、安全隔离的场景，比如浏览器标签页、守护监控进程。每个进程独立，崩溃可单独恢复；天然避免了锁问题，但进程间通信（如管道、共享内存）开销较大，创建成本也更高。
在实际 C++ 开发中，我会根据任务特点选择：如果任务之间共享大量数据且频繁交互，优先多线程 + 锁/无锁结构；如果任务独立、需要强容错，优先多进程 + 消息队列
6.场景题：单机，TCP服务器和UDP服务器能不能占用同一个端口号？
可以。TCP 和 UDP 是独立的传输层协议，操作系统维护独立的端口号空间。例如 DNS 服务器就同时监听 UDP 53 和 TCP 53。
......操作系统的网络栈为每种协议维护独立的端口绑定表。
即：TCP 的 8080 号端口是一张表，UDP 的 8080 号端口是另一张表。
7.select和epoll的适用场景
select在内核以及返回后的用户态都需要轮询一边所有fd来查找就绪id，非常的耗时耗力
epoll则是利用回调函数，当就绪了回调函数就会把这个fd放入就绪链表，所以只要检查链表为不为空，然后复制到数组就行了，省时省力
select和epoll都是 I/O 多路复用机制，但适用场景明显不同。
select适合连接数较少（通常 < 1024）且所有连接都比较活跃的场景，比如小型 demo、跨平台简单网络程序。它的缺点是每次调用都要线性扫描全部文件描述符，连接数增加后效率线性下降。
epoll适合高并发、大量连接（数千到数十万）且大部分连接处于空闲状态的场景，比如 Web 服务器、即时通讯后端。它采用事件驱动方式，只返回就绪的 fd，时间复杂度 O(1)，并且支持边缘触发，性能远优于select。