C++面试八股文之STL标准模板库使用详解
作者:二进制架构
面试模拟
某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第21面:
面试官:用过STL吗?
二师兄:(每天都用好吗。。)用过一些。
面试官:你知道STL是什么?
二师兄:STL是指标准模板库(Standard Template Library
),是C++区别于C语言的特征之一。
面试官:那你知道STL的六大部件是什么?
二师兄:分别是容器(container
)、迭代器(iterator
)、适配器(adaptor
)、分配器(allocator
)、仿函数(functor
)和算法(algorithm
)。
面试官:那你知道有哪些容器吗?
二师兄:STL中容器的数量比较多,按照类型可以分为顺序容器和关联容器。
二师兄:顺序容器主要有vector
、deque
、list
、forward_list
和array
。其中forward_list
和array
是C++11引入的。
二师兄:关联容器主要有set
、map
、multiset
、multimap
、unordered_set
、unordered_map
、unordered_multiset
、unordered_multiamp
。其中后四种是C++11新引入的。
面试官:好的。那你知道迭代器分为哪些种类吗?
二师兄:分别是输入迭代器(Input Iterator
)、输出迭代器(Output Iterator
)、前向迭代器(Forward Iterator
)、双向迭代器(Bidirectional Iterator
)和随机访问迭代器(Random Access Iterator
)。
二师兄:其中输入和输出迭代器分别用于读取和写入数据,前向迭代器只能向前访问而不能向后访问(forward_list
),双向迭代器既可向前也可向后(list
),随机访问迭代器可以通过下标访问任何合法的位置(vector
)。
面试官:你知道适配器是做什么的吗?
二师兄:适配器是一种设计模式。主要起到将不同的接口统一起来的作用。STL中的容器适配器如stack
和queue
,通过调用容器的接口,实现适配器所需的功能。
面试官:有了解过分配器吗?
二师兄:分配器主要用于内存的分配与释放。一般容器都会自带默认分配器,很少会自己实现分配器。
面试官:有使用分配器做一些内存分配的工作吗?
二师兄:没有。。。
面试官:知道仿函数是做什么用的吗?
二师兄:是一个可执行的对象,类型重载了operator()()
运算符。
struct Add { int operator()(int a, int b) {return a +b;} } int a = 42, b = 1024; auto sum = Add()(a,b); //OR Add add; auto sum = add(1,2);
面试官:STL中常见的算法有哪些?
二师兄:一般分为三类,查找、排序和数值操作。
二师兄:查找常用的有std::find
、std::find_if
、std::find_first_of
等。
二师兄:排序主要用std::sort
及其家族的一系列算法。
二师兄:数值操作主要用std::accumulate
求和。
面试官:那你知道STL六大部件之间的联系吗?
二师兄:(想了想)不是特别清楚。。。
面试官:好的,回去等通知吧。
让我们回顾一下二师兄的表现:
有使用分配器做一些内存分配的工作吗?
这里主要是问有没有手写过分配器:
template <typename T> class MyAllocator { public: typedef T value_type; MyAllocator() noexcept {} template <typename U> MyAllocator(const MyAllocator<U>&) noexcept {} T* allocate(std::size_t n) { if (n > std::size_t(-1) / sizeof(T)) throw std::bad_alloc(); if (auto p = static_cast<T*>(std::malloc(n * sizeof(T)))) return p; throw std::bad_alloc(); } void deallocate(T* p, std::size_t) noexcept { std::free(p); } };
实例中定义了一个名为MyAllocator
的模板类,它重载了allocate
和deallocate
运算符用于分配内存和释放内存。示例中malloc
和free
函数来分配和释放内存,也可以用new
和delete
。
我们可以在allocate
和deallocate
中做很多事情,比如我们可以统计申请和释放内存的总量,可以申请一块大内存做内存池等等。
知道STL六大部件之间的联系吗?
这个问题比较开放,需要对STL六大部件有一定的理解。首先是分配器,主要是为容器分配管理内存的。其次是迭代器,是容器和算法的桥梁。再次是仿函数,一般用作算法中,适配器提供各种粘合剂的功能,把不同部件之间的接口连接起来。
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