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C++面试八股文:std::vector了解吗?

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-08-28
某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第23面: 面试官: vector 了解吗? 二师兄:嗯,用过。 面试官:那你知道 vector 底层是如何实现的吗? 二师兄: vector 底层使用动态数组

某日二师兄参加XXX科技公司的C++工程师开发岗位第23面:

面试官:vector了解吗?

二师兄:嗯,用过。

面试官:那你知道vector底层是如何实现的吗?

二师兄:vector底层使用动态数组来存储元素对象,同时使用sizecapacity记录当前元素的数量和当前动态数组的容量。如果持续的push_back(emplace_back)元素,当size大于capacity时,需要开辟一块更大的动态数组,并把旧动态数组上的元素搬移到当前动态数组,然后销毁旧的动态数组。

面试官:你知道新开辟的动态数组的容量是就数组的多少倍比较合适?

二师兄:这个值在不同的编译器上不是固定的。MSVC 是1.5,而GCC是2。

面试官:有没有什么好的办法提升vector连续插入效率?

二师兄:有的,如果知道数据的大概量,我们可以使用reserve方法直接为vector扩容这个量级。这样在后续的数据插入时就不会因为频繁的capacity被用尽而导致的多次的数据搬移,从而提升vector插入效率。

面试官:push_backemplace_back有什么区别?

二师兄:两者都可以在容器尾部插入元素。在GCC中,如果插入的元素是右值,两者都会move元素到容器。如果是左值,两者都会copy元素到容器。唯一不同的一点是,当C++版本高于C++17时,emplace_back返回当前插入的值的引用,而push_back返回void

面试官:eraseremove有什么区别?

二师兄:erase属于成员函数,erase删除了元素,remove属于算法库函数,而remove只会把元素移动到尾部。

面试官:哪些情况下迭代器会失效?

二师兄:迭代器失效主要有两种情况引起:1.插入数据。由于插入数据可能导致数据搬移(size > capacity),所以迭代器失效。2.删除数据。当使用erase删除数据时,被删除数据后面的数据依次向前移一位。这会导致被删除数据之后的迭代器失效。

面试官:如何快速的清空vector容器并释放vector容器所占用的内存?

二师兄:有两种方法:第一种,使用clear方法清空所有元素。然后使用shrink_to_fit方法把capacitysize(0)对齐,达到释放内存的作用:

#include <iostream>
#include <vector>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::vector<int> vi;
    vi.reserve(1024);
    for (int i = 0; i < 1024; i++) vi.push_back(i);
    std::cout << vi.size() << " " << vi.capacity() << std::endl;    //1024 1024
    vi.clear(); 
    std::cout << vi.size() << " " << vi.capacity() << std::endl;    //0 1024
    vi.shrink_to_fit(); 
    std::cout << vi.size() << " " << vi.capacity() << std::endl;    //0 0
}

二师兄:第二种,使用swap方法;

#include <iostream>
#include <vector>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    std::vector<int> vi;
    vi.reserve(1024);
    for (int i = 0; i < 1024; i++) vi.push_back(i);
    std::cout << vi.size() << " " << vi.capacity() << std::endl;    //1024 1024
    std::vector<int>().swap(vi); //使用临时量(size =0, capacity=0)和vi交换,临时量会立即析构
    std::cout << vi.size() << " " << vi.capacity() << std::endl;    //0 0
}

面试官:你知道vector<bool>是如何实现的吗?

二师兄:vector<bool>的实现和其他实现容器的实现不一致。每个元素被当作一个位而不是一个字节存储。这导致我们不能直接访问该元素,也无法对每个元素取地址(8个元素可能在同一个字节中存储)。所以不建议使用vector<bool>,必要时可以使用std::bitset替代。

面试官:好的,回去等通知吧。

今天二师兄表现不错,同时要感谢小伙伴的耐心阅读。让我们一起期待明天二师兄的面试之旅吧。

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