cpp-interview/README.md
2018-03-04 00:01:38 +08:00

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## 目录
* [C/C++](#cc)
* [STL](#stl)
* [数据结构](#%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84)
* [算法](#%E7%AE%97%E6%B3%95)
* [Problems](#problems)
* [操作系统](#%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%B3%BB%E7%BB%9F)
* [计算机网络](#%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%BB%9C)
* [网络编程](#%E7%BD%91%E7%BB%9C%E7%BC%96%E7%A8%8B)
* [数据库](#%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93)
* [设计模式](#%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F)
* [链接装载库](#%E9%93%BE%E6%8E%A5%E8%A3%85%E8%BD%BD%E5%BA%93)
* [海量数据处理](#%E6%B5%B7%E9%87%8F%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%A4%84%E7%90%86)
* [其他](#%E5%85%B6%E4%BB%96)
* [书籍](#%E4%B9%A6%E7%B1%8D)
* [复习刷题网站](#%E5%A4%8D%E4%B9%A0%E5%88%B7%E9%A2%98%E7%BD%91%E7%AB%99)
* [招聘时间岗位](#%E6%8B%9B%E8%81%98%E6%97%B6%E9%97%B4%E5%B2%97%E4%BD%8D)
* [面试题目经验](#%E9%9D%A2%E8%AF%95%E9%A2%98%E7%9B%AE%E7%BB%8F%E9%AA%8C)
## C/C++
### const
```cpp
// 类
class A
{
private:
const int a; // 常对象成员,只能在初始化列表赋值
public:
// 构造函数
A() { };
A(int x) : a(x) { }; // 初始化列表
// const可用于对重载函数的区分
int getValue(); // 普通成员函数
int getValue() const; // 常成员函数,不得修改类中的任何数据成员的值
};
void function()
{
// 对象
A b; // 普通对象,可以调用全部成员函数
const A a; // 常对象,只能调用常成员函数、更新常成员变量
canst A *p = &a; // 常指针
canst A &q = a; // 常引用
// 指针
char greeting[] = "Hello";
char* p1 = greeting; // 指针变量,指向字符数组变量
const char* p2 = greeting; // 指针变量,指向字符数组常量
char* const p3 = greeting; // 常指针,指向字符数组变量
const char* const p4 = greeting; // 常指针,指向字符数组常量
}
// 函数
void function1(const int Var); // 传递过来的参数在函数内不可变
void function2(const char* Var); // 参数指针所指内容为常量
void function3(char* const Var); // 参数指针为常指针
void function4(const int& Var); // 引用参数在函数内为常量
// 函数返回值
const int function5(); // 返回一个常数
const int* function6(); // 返回一个指向常量的指针变量使用const int *p = function6();
int* const function7(); // 返回一个指向变量的常指针使用int* const p = function7();
```
#### 作用
1. 修饰变量,说明该变量不可以被改变;
2. 修饰指针,分为指向常量的指针和指针常量;
3. 常量引用,经常用于形参类型,即避免了拷贝,又避免了函数对值的修改;
4. 修饰成员函数,说明该成员函数内不能修改成员变量。
### static
#### 作用
1. 修饰普通变量修改变量的存储区域和生命周期使变量存储在静态区在main函数运行前就分配了空间如果有初始值就用初始值初始化它如果没有初始值系统用默认值初始化它。
2. 修饰普通函数表明函数的作用范围仅在定义该函数的文件内才能使用。在多人开发项目时为了防止与他人命令函数重名可以将函数定位为static。
3. 修饰成员变量,修饰成员变量使所有的对象只保存一个该变量,而且不需要生成对象就可以访问该成员。
4. 修饰成员函数修饰成员函数使得不需要生成对象就可以访问该函数但是在static函数内不能访问非静态成员。
### this 指针
1. `this` 指针是一个隐含于每一个成员函数中的特殊指针。它指向正在被该成员函数操作的那个对象。
2. 当对一个对象调用成员函数时,编译程序先将对象的地址赋给 `this` 指针,然后调用成员函数,每次成员函数存取数据成员时,由隐含使用 `this` 指针。
3. 当一个成员函数被调用时,自动向它传递一个隐含的参数,该参数是一个指向这个成员函数所在的对象的指针。
4. `this` 指针被隐含地声明为: `ClassName *const this`,这意味着不能给 `this` 指针赋值;在 `ClassName` 类的 `const` 成员函数中,`this` 指针的类型为:`const ClassName* const`,这说明不能对 `this` 指针所指向的这种对象是不可修改的(即不能对这种对象的数据成员进行赋值操作);
5. 由于 `this` 并不是一个常规变量,所以,不能取得 `this` 的地址。
6. 在以下场景中,经常需要显式引用 `this` 指针:
1. 为实现对象的链式引用;
2. 为避免对同一对象进行赋值操作;
3. 在实现一些数据结构时,如 `list`
### inline 内联函数
#### 特征
* 相当于把内联函数里面的内容写在调用内联函数处;
* 相当于不用执行进入函数的步骤,直接执行函数体;
* 相当于宏,却比宏多了类型检查,真正具有函数特性;
* 不能包含循环、递归、switch等复杂操作。
#### 使用
```cpp
// 声明1加inline建议使用
inline int functionName(int first, int secend,...);
// 声明2不加inline
int functionName(int first, int secend,...);
// 定义
inline int functionName(int first, int secend,...) {/****/};
```
#### 编译器对inline函数的处理步骤
1. 将inline函数体复制到inline函数调用点处
2. 为所用inline函数中的局部变量分配内存空间
3. 将inline函数的的输入参数和返回值映射到调用方法的局部变量空间中
4. 如果inline函数有多个返回点将其转变为inline函数代码块末尾的分支使用GOTO
#### 优缺点
优点
1. 内联函数同宏函数一样将在被调用处进行代码展开,省去了参数压栈、栈帧开辟与回收,结果返回等,从而提高程序运行速度。
2. 内联函数相比宏函数来说,在代码展开时,会做安全检查或自动类型转换(同普通函数),而宏定义则不会。
3. 在类中声明同时定义的成员函数,自动转化为内联函数,因此内联函数可以访问类的成员变量,宏定义则不能。
4. 内联函数在运行时可调试,而宏定义不可以。
缺点
1. 代码膨胀。内联是以代码膨胀(复制)为代价,消除函数调用带来的开销。如果执行函数体内代码的时间,相比于函数调用的开销较大,那么效率的收获会很少。另一方面,每一处内联函数的调用都要复制代码,将使程序的总代码量增大,消耗更多的内存空间。
2. inline函数无法随着函数库升级而升级。inline函数的改变需要重新编译不像non-inline可以直接链接。
3. 是否内联,程序员不可控。内联函数只是对编译器的建议,是否对函数内联,决定权在于编译器。
### assert()
断言是宏而非函数。assert宏的原型定义在`<assert.h>`中,其作用是如果它的条件返回错误,则终止程序执行。
```cpp
assert( p != NULL );
```
### sizeof()
* sizeof对数组得到整个数组所占空间大小。
* sizeof对指针得到指针本身所占空间大小。
### #pragma pack(n)
设定结构体、联合以及类成员变量以n字节方式对齐
```cpp
#pragma pack(push) //保存对齐状态
#pragma pack(4) //设定为4字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop) //恢复对齐状态
```
### extern "C"
* 被extern限定的函数或变量是extern类型的
* 被extern "C"修饰的变量和函数是按照C语言方式编译和连接的
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。
```cpp
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void *memset(void *, int, size_t);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
```
### struct 和 typedef struct
#### C 中
```c
// c
typedef struct Student {
int age;
} S;
```
等价于
```c
// c
struct Student {
int age;
};
typedef struct Student S;
```
此时 `S` 等价于 `struct Student`,但两个标识符名称空间不相同。
另外还可以定义与 `struct Student` 不冲突的 `void Student() {}`
#### C++ 中
由于编译器定位符号的规则搜索规则改变导致不同于C语言。
一、如果在类标识符空间定义了 `struct Student {...};`,使用 `Student me;` 时,编译器将搜索全局标识符表,`Student` 未找到,则在类标识符内搜索。
即表现为可以使用 `Student` 也可以使用 `struct Student`,如下:
```cpp
// cpp
struct Student {
int age;
};
void f( Student me ); // 正确,"struct" 关键字可省略
```
二、若定义了与 `Student` 同名函数之后,则 `Student` 只代表函数,不代表结构体,如下:
```cpp
typedef struct Student {
int age;
} S;
void Student() {} // 正确,定义后 "Student" 只代表此函数
//void S() {} // 错误,符号 "S" 已经被定义为一个 "struct Student" 的别名
int main() {
Student();
struct Student me; // 或者 "S me";
return 0;
}
```
### C++ 中 struct 和 class
总的来说struct更适合看成是一个数据结构的实现体class更适合看成是一个对象的实现体。
#### 区别
* 最本质的一个区别就是默认的访问控制
1. 默认的继承访问权限。struct是public的class是private的。
2. struct作为数据结构的实现体它默认的数据访问控制是public的而class作为对象的实现体它默认的成员变量访问控制是private的。
### explicit (显式)构造函数
explicit修饰的构造函数可用来防止隐式转换
如下
```cpp
class Test1
{
public:
Test1(int n) //普通构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
class Test2
{
public:
explicit Test2(int n) //explicit(显式)构造函数
{
num=n;
}
private:
int num;
};
int main()
{
Test1 t1=12; //隐式调用其构造函数,成功
Test2 t2=12; //编译错误,不能隐式调用其构造函数
Test2 t2(12); //显式调用成功
return 0;
}
```
### frend 友元类和友元函数
* 能访问私有成员
* 破坏封装性
* 友元关系不可传递
* 友元关系的单向性
* 友元声明的形式及数量不受限制
### using 引入命名空间成员
```cpp
using namespace_name::name
```
#### 尽量不要使用`using namespace std;`污染命名空间
> 一般说来使用using命令比使用using编译命令更安全这是由于它**只导入了制定的名称**。如果该名称与局部名称发生冲突,编译器将**发出指示**。using编译命令导入所有的名称包括可能并不需要的名称。如果与局部名称发生冲突则**局部名称将覆盖名称空间版本**,而编译器**并不会发出警告**。另外,名称空间的开放性意味着名称空间的名称可能分散在多个地方,这使得难以准确知道添加了哪些名称。
尽量不要使用
```cpp
using namespace std;
```
应该使用
```cpp
int x;
std::cin >> x ;
std::cout << x << std::endl;
```
或者
```cpp
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
int x;
cin >> x;
cout << x << endl;
```
### :: 范围解析运算符
`::` 可以加在类型名称(类、类成员、成员函数、变量等)前,表示作用域为全局命名空间
```cpp
int count = 0; // global count
int main() {
int count = 0; // local count
::count = 1; // set global count to 1
count = 2; // set local count to 2
return 0;
}
```
### 宏
* 宏定义可以实现类似于函数的功能,但是它终归不是函数,而宏定义中括弧中的“参数”也不是真的参数,在宏展开的时候对“参数”进行的是一对一的替换。
### 初始化列表
好处
* 更高效:少了一次调用默认构造函数的过程。
* 有些场合必须要用初始化列表:
1. 常量成员,因为常量只能初始化不能赋值,所以必须放在初始化列表里面
2. 引用类型,引用必须在定义的时候初始化,并且不能重新赋值,所以也要写在初始化列表里面
3. 没有默认构造函数的类类型,因为使用初始化列表可以不必调用默认构造函数来初始化,而是直接调用拷贝构造函数初始化。
### 面向对象
面向对象程序设计Object-oriented programmingOOP是种具有对象概念的程序编程典范同时也是一种程序开发的抽象方针。
![面向对象特征](http://img.my.csdn.net/uploads/201211/22/1353564524_6375.png)
面向对象三大特征 —— 封装、继承、多态
### 封装
* 把客观事物封装成抽象的类,并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作,对不可信的进行信息隐藏。
* 关键字public, protected, friendly, private。不写默认为 friendly。
| 关键字 | 当前类 | 包内 | 子孙类 | 包外 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| public | √ | √ | √ | √ |
| protected | √ | √ | √ | × |
| friendly | √ | √ | × | × |
| private | √ | × | × | × |
### 继承
* 基类(子类)——&gt; 派生类(父类)
### 多态
* 多态即多种状态在面向对象语言中接口的多种不同的实现方式即为多态。多态性在C++中是通过虚函数来实现的。
* 多态是以封装和继承为基础的。
#### 静态多态(早绑定)
```cpp
class A
{
public:
void do(int a);
void do(int a, int b);
}
```
#### 动态多态(晚绑定)
* 用 virtual 修饰成员函数,使其成为虚函数
**注意:**
* 普通函数不能是虚函数
* 静态函数不能是虚函数
* 内联函数不能是虚函数
* 构造函数不能是虚函数
```cpp
class Shape //形状类
{
public:
virtual double calcArea()
{
...
}
}
class Circle : public Shape //圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
class Rect : public Shape //矩形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
Shape * shape2 = new Rect(5.0, 6.0);
shape1->calcArea(); //调用圆形类里面的方法
shape2->calcArea(); //调用矩形类里面的方法
return 0
}
```
* 虚析构函数
```cpp
class Shape
{
public:
Shape(); //构造函数不能是虚函数
virtual double calcArea();
virtual ~Shape(); //虚析构函数
}
class Circle : public Shape //圆形类
{
public:
virtual double calcArea();
...
}
int main()
{
Shape * shape1 = new Circle(4.0);
shape1->calcArea();
delete shape1; //因为是虚析构函数,所以调用子类析构函数后,也调用父类析构函数。
shape1 = NULL;
return 0
}
```
* 纯虚函数 (含有纯虚函数的类叫做抽象类)
```cpp
virtual int A() = 0;
```
### 抽象类、接口类、聚合类
* 抽象类:含有纯虚函数的类
* 接口类:仅含有纯虚函数的抽象类
* 聚合类:用户可以直接访问其成员,并且具有特殊的初始化语法形式。满足如下特点:
* 所有成员都是public
* 没有有定于任何构造函数
* 没有类内初始化
* 没有基类也没有virtual函数
* 如:
```cpp
//定义:
struct Date
{
int ival;
string s;
}
//初始化:
Data vall = { 0, "Anna" };
```
### 内存分配和管理
#### malloc、calloc、realloc、alloca
1. malloc申请指定字节数的内存。申请到的内存中的初始值不确定。
2. calloc为指定长度的对象分配能容纳其指定个数的内存。申请到的内存的每一位(bit)都初始化为0
3. realloc更改以前分配的内存长度(增加或减少)。当增加长度时,可能需将以前分配区的内容移到另一个足够大的区域,而新增区域内的初始值则不确定
4. alloca在栈上申请内存。程序在出栈的时候会自动释放内存。但是需要注意的是alloca不具可移植性, 而且在没有传统堆栈的机器上很难实现。alloca不宜使用在必须广泛移植的程序中,。C99中支持变长数组(VLA), 可以用来替代alloca()。
#### malloc、free
申请内存,确认是否申请成功
```cpp
char *str = (char*) malloc(100);
assert(str != nullptr);
```
释放内存后指针置空
```cpp
free(p);
p = nullptr;
```
#### new、delete
1. new/new[]完成两件事先底层调用malloc分了配内存然后创建一个对象调用构造函数
2. delete/delete[]也完成两件事先调用析构函数清理资源然后底层调用free释放空间。
3. new在申请内存时会自动计算所需字节数而malloc则需我们自己输入申请内存空间的字节数。
```cpp
int main()
{
T* t = new T(); // 先内存分配 ,再构造函数
delete t; // 先析构函数,再内存释放
return 0;
}
```
### 智能指针
#### C++标准库STL
头文件:`#include <memory>`
##### C++98
```cpp
std::auto_ptr<std::string> ps (new std::string(str))
```
##### C++11
1. shared_ptr
2. unique_ptr
3. weak_ptr
4. auto_ptr
### 运行时类型识别RTTI
```cpp
class Flyable //【能飞的】
{
public:
virtual void takeoff() = 0; // 起飞
virtual void land() = 0; // 降落
}
class Bird : public Flyable //【鸟】
{
public:
void foraging() {...} // 觅食
virtual void takeoff() {...}
virtual void land() {...}
}
class Plane : public Flyable //【飞机】
{
public:
void carry() {...} // 运输
virtual void take off() {...}
virtual void land() {...}
}
class type_info
{
public:
const char* name() const;
bool operator == (const type_info & rhs) const;
bool operator != (const type_info & rhs) const;
int before(const type_info & rhs) const;
virtual ~type_info();
private:
...
}
class doSomething(Flyable *obj) //【做些事情】
{
obj->takeoff();
cout << typeid(*obj).name() << endl; //输出传入对象类型Bird or Plane
if(typeid(*obj) == typeid(Bird)) //判断对象类型
{
Bird *bird = dynamic_cast<Bird *>(obj); //对象转化
bird->foraging();
}
obj->land();
}
```
dynamic\_cast 注意事项:
* 只能应用于指针和引用的转化
* 要转化的类型中必须包含虚函数
* 转化成功返回子类的地址转化失败返回NULL
typeid 注意事项:
* type\_id 返回一个 type\_info 对象的引用
* 如果想通过基类的指针获得派生类的数据类型,基类必须带有虚函数
* 只能获取对象的实际类型
### Effective C++
1. 视C++为一个语言联邦C、Object-Oriented C++、Template C++、STL
2. 尽量以`const`、`enum`、`inline`替换`#define`(宁可以编译器替换预处理器)
3. 尽可能使用const
4. 确定对象被使用前已先被初始化
5. 了解C++默默编写并调用哪些函数编译器暗自为class创建default构造函数、copy构造函数、copy assignment操作符、析构函数
### Google C++ Style Guide
![Google C++ Style Guide](http://img.blog.csdn.net/20140713220242000)
> 原图地址:[CSDN . 一张图总结Google C++编程规范(Google C++ Style Guide)](http://blog.csdn.net/voidccc/article/details/37599203)
## STL
### 容器底层数据结构实现
* vector底层数据结构为数组支持快速随机访问
* list底层数据结构为双向链表支持快速增删
* deque底层数据结构为一个中央控制器和多个缓冲区支持首尾中间不能快速增删也支持随机访问
* deque是一个双端队列(double-ended queue),也是在堆中保存内容的.它的保存形式如下:
* [堆1] --> [堆2] -->[堆3] --> ...
* 每个堆保存好几个元素,然后堆和堆之间有指针指向,看起来像是list和vector的结合品.
* stack底层一般用list或deque实现封闭头部即可不用vector的原因应该是容量大小有限制扩容耗时
* queue底层一般用list或deque实现封闭头部即可不用vector的原因应该是容量大小有限制扩容耗时
* stack和queue其实是适配器,而不叫容器,因为是对容器的再封装)
* priority_queue底层数据结构一般为vector为底层容器堆heap为处理规则来管理底层容器实现
* set底层数据结构为红黑树有序不重复
* multiset底层数据结构为红黑树有序可重复
* map底层数据结构为红黑树有序不重复
* multimap底层数据结构为红黑树有序可重复
* hash_set底层数据结构为hash表无序不重复
* hash_multiset底层数据结构为hash表无序可重复
* hash_map底层数据结构为hash表无序不重复
* hash_multimap底层数据结构为hash表无序可重复
## 数据结构
### 顺序结构
#### 顺序栈Sequence Stack
[SqStack.cpp](DataStructure/SqStack.cpp)
```cpp
typedef struct {
ElemType *elem;
int top;
int size;
int increment;
} SqSrack;
```
![](images/SqStack.png)
#### 队列Sequence Queue
```cpp
typedef struct {
ElemType * elem;
int front;
int rear;
int maxSize;
}SqQueue;
```
##### 非循环队列
![](images/SqQueue.png)
`SqQueue.rear++`
##### 循环队列
![](images/SqLoopStack.png)
`SqQueue.rear = (SqQueue.rear + 1) % SqQueue.maxSize`
#### 顺序表Sequence List
[SqList.cpp](DataStructure/SqList.cpp)
```cpp
typedef struct {
ElemType *elem;
int length;
int size;
int increment;
} SqList;
```
![](images/SqList.png)
### 链式结构
[LinkList.cpp](DataStructure/LinkList.cpp)
[LinkList_with_head.cpp](DataStructure/LinkList_with_head.cpp)
```cpp
typedef struct LNode {
ElemType data;
struct LNode *next;
} LNode, *LinkList;
```
#### 链队列Link Queue
![](images/LinkQueue.png)
#### 线性表的链式表示
##### 单链表Link List
![](images/LinkList.png)
##### 双向链表Du-Link-List
![](images/DuLinkList.png)
##### 循环链表Cir-Link-List
![](images/CirLinkList.png)
### 哈希表
[HashTable.cpp](DataStructure/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
```cpp
typedef char KeyType;
typedef struct {
KeyType key;
}RcdType;
typedef struct {
RcdType *rcd;
int size;
int count;
bool *tag;
}HashTable;
```
![](images/HashTable.png)
### 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
```cpp
// 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;
```
![](images/GeneralizedList1.png)
##### 扩展线性链表存储表示
```cpp
// 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;
```
![](images/GeneralizedList2.png)
### 二叉树
[BinaryTree.cpp](DataStructure/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
```cpp
typedef struct BiTNode
{
TElemType data;
struct BiTNode *lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;
```
##### 顺序存储
![](images/SqBinaryTree.png)
##### 链式存储
![](images/LinkBinaryTree.png)
#### 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 &&<= 右
* 二叉查找树(二叉排序树):左 < <
* 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
##### 性质
* | 左子树树高 - 右子树树高 | <= 1
* 平衡二叉树必定是二叉搜索树反之则不一定
* 最小二叉平衡树的节点的公式`F(n)=F(n-1)+F(n-2)+1` 1是根节点F(n-1)是左子树的节点数量F(n-2)是右子树的节点数量
![](images/Self-balancingBinarySearchTree.png)
##### 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
#### 红黑树
##### 应用
* 关联数组如STL中的mapset
#### B树
#### B+树
#### 八叉树
### 图
## 算法
### 排序
* [冒泡排序](Algorithm/BubbleSort.h)
* [冒泡排序(改进版)](Algorithm/BubbleSort_orderly.h)
* [选择排序](Algorithm/SelectionSort.h)
* [快速排序](Algorithm/QuickSort.h)
* [文件排序](Algorithm/FileSort)
### 查找
* [顺序查找](Algorithm/SequentialSearch.h)
* [蛮力字符串匹配](Algorithm/BruteForceStringMatch.h)
* [文件查找](Algorithm/FileSearch)
## Problems
### Single Problem
* [Chessboard Coverage Problem (棋盘覆盖问题)](Problems/ChessboardCoverageProblem)
* [Knapsack Problem (背包问题)](Problems/KnapsackProblem)
* [Neumann Neighbor Problem (冯诺依曼邻居问题)](Problems/NeumannNeighborProblem)
* [Round Robin Problem (循环赛日程安排问题)](Problems/RoundRobinProblem)
* [Tubing Problem (输油管道问题)](Problems/TubingProblem)
### Leetcode Problems
#### Array
* [1. Two Sum](Problems/LeetcodeProblems/1-two-sum.h)
* [4. Median of Two Sorted Arrays](Problems/LeetcodeProblems/4-median-of-two-sorted-arrays.h)
* [11. Container With Most Water](Problems/LeetcodeProblems/11-container-with-most-water.h)
* [26. Remove Duplicates from Sorted Array](Problems/LeetcodeProblems/26-remove-duplicates-from-sorted-array.h)
* [53. Maximum Subarray](Problems/LeetcodeProblems/53-maximum-subarray.h)
* [66. Plus One](Problems/LeetcodeProblems/66-plus-one.h)
* [88. Merge Sorted Array](Problems/LeetcodeProblems/88-merge-sorted-array.h)
* [118. Pascal's Triangle](Problems/LeetcodeProblems/118-pascals-triangle.h)
* [119. Pascal's Triangle II](Problems/LeetcodeProblems/119-pascals-triangle-ii.h)
* [121. Best Time to Buy and Sell Stock](Problems/LeetcodeProblems/121-best-time-to-buy-and-sell-stock.h)
* [122. Best Time to Buy and Sell Stock II](Problems/LeetcodeProblems/122-best-time-to-buy-and-sell-stock-ii.h)
* [169. Majority Element](Problems/LeetcodeProblems/169-majority-element.h)
* [283. Move Zeroes](Problems/LeetcodeProblems/283-move-zeroes.h)
## 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
* 线程和进程的差异
## 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
### 概念
* TCPTransmission Control Protocol传输控制协议在运输层是一种面向连接的可靠的基于字节流的传输层通信协议
* UDPUser Datagram Protocol用户数据报协议在运输层是OSIOpen System Interconnection 开放式系统互联 参考模型中一种无连接的传输层协议提供面向事务的简单不可靠信息传送服务
* IPInternet Protocol网际协议在网络层是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议
* Socket 建立网络通信连接至少要一对端口号(socket)。socket本质是编程接口(API)对TCP/IP的封装TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口这就是Socket编程接口
[linux网络编程之TCP/IP基础TCP/IP协议栈与数据报封装](http://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/8957242)
### ISO/OSI参考模型
OSIopen system interconnection开放系统互联模型是由ISOInternational Organization for Standardization国际标准化组织定义的网络分层模型共七层如下图
![ISO/OSI七层网络模型](images/ISOOSI七层网络模型.png)
### TCP/IP协议四层模型
TCP/IP网络协议栈分为应用层Application)、传输层Transport)、网络层Network和链路层Link四层如下图所示
![TCP/IP协议四层模型](images/TCPIP协议四层模型.png)
### HTTP
[runoob . HTTP教程](http://www.runoob.com/http/http-tutorial.html)
#### 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
* CONNECTHTTP/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
## 网络编程
### Socket
[Linux Socket编程不限Linux](https://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html)
![Socket客户端服务器通讯](images/socket客户端服务器通讯.jpg)
#### Socket 中的 read()、write() 函数
```cpp
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
```
* read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时read返回实际所读的字节数如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了小于0表示出现了错误如果错误为EINTR说明读是由中断引起的如果是ECONNREST表示网络连接出了问题
* write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd成功时返回写的字节数失败时返回-1并设置errno变量在网络程序中当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。(1write的返回值大于0表示写了部分或者是全部的数据。(2返回的值小于0此时出现了错误我们要根据错误类型来处理如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误如果为EPIPE表示网络连接出现了问题对方已经关闭了连接)。
#### socket中TCP的三次握手建立连接
我们知道tcp建立连接要进行三次握手”,即交换三个分组大致流程如下
1. 客户端向服务器发送一个SYN J
2. 服务器向客户端响应一个SYN K并对SYN J进行确认ACK J+1
3. 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1
只有就完了三次握手但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢请看下图
![socket中发送的TCP三次握手](http://images.cnblogs.com/cnblogs_com/skynet/201012/201012122157467258.png)
从图中可以看出
1. 当客户端调用connect时触发了连接请求向服务器发送了SYN J包这时connect进入阻塞状态
2. 服务器监听到连接请求即收到SYN J包调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ACK J+1这时accept进入阻塞状态
3. 客户端收到服务器的SYN K ACK J+1之后这时connect返回并对SYN K进行确认
4. 服务器收到ACK K+1时accept返回至此三次握手完毕连接建立
#### socket中TCP的四次握手释放连接
上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程及其涉及的socket函数现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程请看下图
![socket中发送的TCP四次握手](http://images.cnblogs.com/cnblogs_com/skynet/201012/201012122157487616.png)
图示过程如下
1. 某个应用进程首先调用close主动关闭连接这时TCP发送一个FIN M
2. 另一端接收到FIN M之后执行被动关闭对这个FIN进行确认它的接收也作为文件结束符传递给应用进程因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据
3. 一段时间之后接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket这导致它的TCP也发送一个FIN N
4. 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认
这样每个方向上都有一个FIN和ACK
## 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](http://blog.codinglabs.org/articles/theory-of-mysql-index.html)
* [SQL 约束 (Constraints)](http://www.w3school.com.cn/sql/sql_constraints.asp)
## 设计模式
## 链接装载库
### 内存、栈、堆
一般应用程序内存空间有如下区域
* 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
* 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0NULL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``.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-COFFLinux按照ELF
##### 目标文件格式
* Windows的PEPortable Executable或称为PE-COFF`.obj`格式
* Linux的ELFExecutable Linkable Format`.o`格式
* Intel/Microsoft的OMFObject Module Format
* Unix的`a.out`格式
* MS-DOS的`.COM`格式
> PE和ELF都是COFFCommon File Format的变种
##### 目标文件存储结构
| 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
... | ...
### 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ABIApplication 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FHSFile 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
```cpp
#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
```cpp
#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/OI/O功能的封装和实现
* 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](http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/6685962)
* [十道海量数据处理面试题与十个方法大总结](http://blog.csdn.net/v_JULY_v/article/details/6279498)
## 音视频
* [最全实时音视频开发要用到的开源工程汇总](http://www.yunliaoim.com/im/1869.html)
* [18个实时音视频开发中会用到开源项目](http://webrtc.org.cn/18%E4%B8%AA%E5%AE%9E%E6%97%B6%E9%9F%B3%E8%A7%86%E9%A2%91%E5%BC%80%E5%8F%91%E4%B8%AD%E4%BC%9A%E7%94%A8%E5%88%B0%E5%BC%80%E6%BA%90%E9%A1%B9%E7%9B%AE/)
## 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](https://leetcode.com/)
* [牛客网](https://www.nowcoder.net/)
* [慕课网](https://www.imooc.com/)
* [菜鸟教程](http://www.runoob.com/)
## 招聘时间岗位
[牛客网 . 2018 IT名企校招指南](https://www.nowcoder.com/activity/campus2018)
## 面试题目经验
* [牛客网 . 2017秋季校园招聘笔经面经专题汇总](https://www.nowcoder.com/discuss/12805)
* [知乎 . 互联网求职路上,你见过哪些写得很好、很用心的面经?最好能分享自己的面经、心路历程。](https://www.zhihu.com/question/29693016)
* [知乎 . 互联网公司最常见的面试算法题有哪些?](https://www.zhihu.com/question/24964987)
* [知乎 . 面试 C++ 程序员,什么样的问题是好问题?](https://www.zhihu.com/question/20184857)
* [cnblogs . C++面试集锦( 面试被问到的问题 )](https://www.cnblogs.com/Y1Focus/p/6707121.html)
* [cnblogs . C/C++ 笔试、面试题目大汇总](https://www.cnblogs.com/fangyukuan/archive/2010/09/18/1829871.html)
* [cnblogs . 常见C++面试题及基本知识点总结(一)](https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5771237.html)
* [CSDN . 全面整理的C++面试题](http://blog.csdn.net/ljzcome/article/details/574158)
* [CSDN . 百度研发类面试题C++方向)](http://blog.csdn.net/Xiongchao99/article/details/74524807?locationNum=6&fps=1)
* [CSDN . c++常见面试题30道](http://blog.csdn.net/fakine/article/details/51321544)
* [CSDN . 腾讯2016实习生面试经验已经拿到offer)](http://blog.csdn.net/onever_say_love/article/details/51223886)
* [segmentfault . C++常见面试问题总结](https://segmentfault.com/a/1190000003745529)