影石 | C++开发工程师 一面 面经

1. 自我介绍

答：按"个人背景 → 核心技术栈 → 代表项目 → 求职意向"四段走，控制在2分钟以内。重点突出和影石岗位相关的经验，比如嵌入式Linux、音视频、IoT方向，不要把简历从头念一遍。结尾说一句为什么对影石感兴趣，体现你做过功课。

2. C++中的深拷贝和浅拷贝有什么区别？什么情况下必须自定义拷贝构造函数？

答：浅拷贝是按位复制，对于含有指针成员的类，两个对象会指向同一块内存，析构时会double free，这是典型的问题场景。深拷贝会为新对象重新分配内存并复制内容，两者完全独立。

必须自定义拷贝构造函数的情况：类中有裸指针管理的堆内存；类持有文件描述符、socket、锁等不可共享的资源；类的语义要求每个对象独立拥有自己的数据。

遵循"三五法则"：如果需要自定义析构函数，通常也需要自定义拷贝构造和拷贝赋值；C++11之后还要考虑移动构造和移动赋值，合称"五法则"。现代C++更推荐用RAII封装资源（如unique_ptr），让编译器自动生成正确的拷贝/移动语义，或者显式delete拷贝操作。

3. std::vector的扩容机制是怎样的？频繁push_back导致性能问题时如何优化？

答：vector扩容时，当size等于capacity，会重新分配一块更大的内存（通常是当前capacity的1.5倍或2倍，不同实现不同），把所有元素移动或拷贝到新内存，然后释放旧内存。这个过程时间复杂度是O(n)，但均摊下来每次push_back是O(1)。

扩容的代价：内存重新分配、元素移动（如果元素没有noexcept的移动构造，会退化成拷贝）、所有迭代器和指针失效。

优化手段：如果能预估元素数量，提前调用reserve(n)一次性分配足够容量，避免多次扩容；元素类型要提供noexcept的移动构造函数，让vector扩容时用移动而不是拷贝；如果元素是大对象，考虑存指针或用emplace_back直接在容器内构造，避免额外拷贝；如果大小固定，用std::array完全避免动态分配。

4. unordered_map的底层实现是什么？哈希冲突是如何处理的？什么情况下它会退化成O(n)？

答：unordered_map底层是哈希表，用开链法（拉链法）处理冲突，每个桶是一个链表（C++11标准要求），元素根据key的哈希值映射到对应桶，冲突的元素挂在同一个桶的链表上。

查找过程：计算key的hash，取模得到桶索引，遍历该桶的链表逐一比较key，平均O(1)，最坏O(n)。

退化成O(n)的情况：哈希函数设计很差，大量key映射到同一个桶，链表变得很长；或者遭受哈希碰撞攻击（恶意构造大量相同哈希的key）。C++标准库对此有一定防护，但自定义哈希函数时要注意。另外，当负载因子（元素数/桶数）超过阈值时会触发rehash，重新分配桶数组并重新插入所有元素，这个过程是O(n)的，会造成偶发性延迟。

和map的选择：map底层红黑树，O(log n)但稳定；unordered_map平均O(1)但有最坏情况，且不保证顺序。需要有序遍历用map，纯查找性能优先用unordered_map，但要用好的哈希函数。

5. 请解释C++中的左值、右值、左值引用、右值引用，以及移动语义解决了什么问题？

答：左值是有名字、有持久地址的表达式，可以出现在赋值号左边；右值是临时的、没有持久地址的表达式，通常是字面量、临时对象、函数返回的非引用值。

左值引用（T&）只能绑定左值；右值引用（T&&）只能绑定右值（临时对象）；const左值引用（const T&）可以绑定任何值，这是C++11之前延长临时对象生命周期的唯一手段。

移动语义解决的核心问题：C++11之前，函数返回大对象、容器插入元素，都会触发深拷贝，代价高昂。移动语义允许"窃取"临时对象的资源（比如直接接管其内部指针），而不是复制，原对象置为有效但未定义的状态。典型例子是std::string或std::vector的移动构造，只需要复制几个指针，O(1)完成，而拷贝构造是O(n)。

实际意义：函数返回局部vector，编译器会用RVO（返回值优化）或移动语义，不会有拷贝；往容器里插入临时对象，用emplace_back或传右值，触发移动而不是拷贝。

6. Linux中的管道、消息队列、共享内存三种IPC方式各有什么特点？在嵌入式项目中你会怎么选择？

答：管道（pipe/fifo）是字节流，有内核缓冲，读写是阻塞的，适合父子进程或有亲缘关系的进程间单向数据流，使用简单，但只能传字节流，没有消息边界，需要自己处理粘包。命名管道（FIFO）可以用于无亲缘关系的进程。

消息队列是有消息边界的，每条消息有类型，接收方可以按类型选择性接收，内核维护队列，进程崩溃后消息不丢失（除非系统重启）。适合需要消息分类、异步解耦的场景，但有消息大小限制，吞吐量不如共享内存。

共享内存是最快的IPC方式，多个进程映射同一块物理内存，读写直接操作内存，没有内核拷贝开销。但本身没有同步机制，需要配合信号量或互斥锁使用，编程复杂度最高，出错风险也最大。

嵌入式项目选择思路：数据量小、逻辑简单用管道；需要消息分类、解耦用消息队列；高频大数据量传输（比如视频帧在进程间传递）用共享内存+信号量。影石的全景相机场景，多个进程处理视频流，共享内存是最合适的，避免帧数据在进程间反复拷贝。

7. 什么是内存泄漏？除了忘记delete，还有哪些不容易发现的内存泄漏场景？

答：内存泄漏是申请的堆内存没有被释放，且没有任何指针指向它，导致这块内存永远无法被回收，进程内存持续增长。

容易被忽视的泄漏场景：

shared_ptr循环引用，A持有B的shared_ptr，B持有A的shared_ptr，引用计数永远不为0，两者都不会析构，这是C++项目里最常见的隐性泄漏。

基类析构函数不是虚函数，用基类指针delet