大疆 | C++开发工程师 一面 面经 拷打

1. C++对象模型中，虚函数表（vtable）的布局是怎样的？多继承时vtable如何组织？

答：每个含有虚函数的类都有一张vtable，存放在只读数据段，表中按声明顺序存放虚函数指针。每个该类的对象头部有一个隐藏的vptr指向这张表。

多继承时情况更复杂：对象内存中会有多个vptr，每个基类子对象对应一个。比如类C继承自A和B，C的对象布局是先放A的子对象（含A的vptr），再放B的子对象（含B的vptr）。C重写的虚函数会覆盖A那张表里对应的槽位，同时B那张表里也会有一个thunk（调整器），负责在调用时修正this指针偏移，再跳转到C的实现。这就是为什么多继承下虚函数调用有额外的this指针调整开销。

追问方向：菱形继承时vtable怎么处理 → 引出虚继承、虚基类表（vbtable）的概念。

2. std::move和std::forward的本质区别是什么？什么情况下用错会导致性能问题？

答：std::move本质是一个无条件的static_cast，把任何值转成右值引用，告诉编译器"这个对象可以被移动"，它不做任何运行时操作。std::forward是有条件转发，只在模板推导出右值引用时才转成右值，否则保持左值，用于完美转发场景。

用错的典型场景：在转发函数里用std::move而不是std::forward，会把传进来的左值也强转成右值，导致调用方的对象被意外移走（资源被窃取），之后调用方再访问该对象就是未定义行为。另一个常见错误是对具名右值引用参数直接使用，具名的右值引用本身是左值，不加std::move就传给下一层，会退化成拷贝而不是移动，白白损失性能。

3. 内存序（memory order）有哪几种？在无锁编程中，relaxed和acquire/release分别适合什么场景？

答：C++11定义了六种内存序：relaxed、consume、acquire、release、acq_rel、seq_cst。

relaxed只保证原子性，不提供任何同步或顺序约束，适合纯计数器场景，比如统计请求次数，只关心最终值正确，不关心和其他变量的顺序关系，性能最好。

acquire/release是配对使用的：release写操作保证该操作之前的所有写不会被重排到它之后；acquire读操作保证该操作之后的所有读不会被重排到它之前。两者配合可以建立happens-before关系，是实现无锁队列、自旋锁的标准手段，性能比seq_cst好，因为在x86上release/acquire几乎是免费的（x86内存模型本身就是TSO），但在ARM上会生成真实的内存屏障指令。

seq_cst是最强的，保证全局顺序一致，代价最高，只在确实需要多个线程观察到相同操作顺序时才用。

4. RAII机制的核心思想是什么？在异常安全编程中它解决了什么根本问题？

答：RAII的核心是把资源的生命周期绑定到对象的生命周期，构造时获取资源，析构时释放资源。由于C++保证局部对象在离开作用域时（无论正常返回还是异常抛出）一定会调用析构函数，所以资源释放是有保证的。

它解决的根本问题是：在有异常的代码路径中，手动管理资源极易出现泄漏。比如一个函数申请了锁、内存、文件句柄，中间某步抛异常，后面的手动释放代码就不会执行。用RAII封装后，不管哪条路径退出，析构都会被调用，资源一定被释放。

异常安全有三个级别：基本保证（不泄漏资源）、强保证（操作要么完全成功要么完全回滚）、不抛出保证（noexcept）。RAII是实现基本保证的基础，结合copy-and-swap惯用法可以实现强保证。

5. std::shared_ptr的引用计数是线程安全的吗？shared_ptr本身的使用是线程安全的吗？这两个问题有什么区别？

答：这是两个不同层面的问题，必须分开回答。

引用计数的增减是线程安全的，内部用原子操作维护，多个线程同时拷贝或销毁shared_ptr不会导致计数损坏。

但shared_ptr对象本身不是线程安全的。如果多个线程同时读写同一个shared_ptr实例（比如一个线程在reset，另一个线程在解引用），会有数据竞争，因为shared_ptr内部有两个成员（指针和控制块指针），修改它们不是原子的。

实际工程中的正确做法：多个线程各自持有自己的shared_ptr副本（拷贝一份），这样是安全的；如果多个线程要共享同一个shar