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 問題點：

    1、C和C++的特點與區(qū)別？

    2、C++的多態(tài)

    3、虛函數實現

    4、C和C++內存分配問題

    5、協(xié)程

    6、CGI的了解

    7、進程間通信方式和線程間通信方式

    8、TCP握手與釋放

    9、http和https的區(qū)別？

    10、虛擬內存的概念與介紹

    11、單鏈表的反轉算法

    12、紅黑樹以及其查找復雜度

    13、KPM字符串匹配

    14、TCP超時等待、重傳以及流量控制

    15、數據庫引擎

    16、數據庫索引

1、C和C++的特點與區(qū)別？

答：（1）C語言特點：

1.作為一種面向過程的結構化語言，易于調試和維護；

2.表現能力和處理能力極強，可以直接訪問內存的物理地址；

3.C語言實現了對硬件的編程操作，也適合于應用軟件的開發(fā)；

4.C語言還具有效率高，可移植性強等特點。

（2）C++語言特點：

1.在C語言的基礎上進行擴充和完善，使C++兼容了C語言的面向過程特點，又成為了一種面向對象的程序設計語言；

2.可以使用抽象數據類型進行基于對象的編程；

3.可以使用多繼承、多態(tài)進行面向對象的編程；

4.可以擔負起以模版為特征的泛型化編程。

C++與C語言的本質差別：在于C++是面向對象的，而C語言是面向過程的?；蛘哒fC++是在C語言的基礎上增加了面向對象程序設

計的新內容，是對C語言的一次更重要的改革，使得C++成為軟件開發(fā)的重要工具。

2、C++的多態(tài)

答：C++的多態(tài)性用一句話概括：在基類的函數前加上virtual關鍵字，在派生類中重寫該函數，運行時將會根據對象的實際類型來

調用相應的函數。如果對象類型是派生類，就調用派生類的函數；如果對象類型是基類，就調用基類的函數。

1）：用virtual關鍵字申明的函數叫做虛函數，虛函數肯定是類的成員函數；

2）：存在虛函數的類都有一個一維的虛函數表叫做虛表，類的對象有一個指向虛表開始的虛指針。虛表是和類對應的，虛表指針是

和對象對應的；

3）：多態(tài)性是一個接口多種實現，是面向對象的核心，分為類的多態(tài)性和函數的多態(tài)性。；

4）：多態(tài)用虛函數來實現，結合動態(tài)綁定.；

5）：純虛函數是虛函數再加上 = 0；

6）：抽象類是指包括至少一個純虛函數的類；

純虛函數：virtual void fun()=0;即抽象類，必須在子類實現這個函數，即先有名稱，沒有內容，在派生類實現內容。

3、虛函數實現

答：簡單地說，每一個含有虛函數（無論是其本身的，還是繼承而來的）的類都至少有一個與之對應的虛函數表，其中存放著該類

所有的虛函數對應的函數指針。例：

其中：

B的虛函數表中存放著B::foo和B::bar兩個函數指針。

D的虛函數表中存放的既有繼承自B的虛函數B::foo，又有重寫（override）了基類虛函數B::bar的D::bar，還有新增的虛函數D::quz。

虛函數表構造過程：

從編譯器的角度來說，B的虛函數表很好構造，D的虛函數表構造過程相對復雜。下面給出了構造D的虛函數表的一種方式（僅供參考）：

虛函數調用過程

以下面的程序為例：

4、C和C++內存分配問題

答：（1）C語言編程中的內存基本構成

C的內存基本上分為4部分：靜態(tài)存儲區(qū)、堆區(qū)、棧區(qū)以及常量區(qū)。他們的功能不同，對他們使用方式也就不同。

1.棧 ——由編譯器自動分配釋放；

2.堆 ——一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結束時可能由OS回收；

3.全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）——全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量

和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域（C++中已經不再這樣劃分），程序結束釋放；

4.另外還有一個專門放常量的地方，程序結束釋放；

(a)函數體中定義的變量通常是在棧上；

(b)用malloc, calloc, realloc等分配內存的函數分配得到的就是在堆上；

(c)在所有函數體外定義的是全局量；

(d)加了static修飾符后不管在哪里都存放在全局區(qū)（靜態(tài)區(qū)）；

(e)在所有函數體外定義的static變量表示在該文件中有效，不能extern到別的文件用；

(f)在函數體內定義的static表示只在該函數體內有效；

(g)另外，函數中的"adgfdf"這樣的字符串存放在常量區(qū)。

（2）C++編程中的內存基本構造

在C++中內存分成5個區(qū)，分別是堆、棧、全局/靜態(tài)存儲區(qū)、常量存儲區(qū)和代碼區(qū)；

1、棧，就是那些由編譯器在需要的時候分配，在不需要的時候自動清楚的變量的存儲區(qū)，里面的變量通常是局部變量、函數參數等。

2、堆，就是那些由new分配的內存塊，他們的釋放編譯器不去管，由我們的應用程序去控制，一般一個new就要對應一個delete。如

果程序員沒有釋放掉，那么在程序結束后，操作系統(tǒng)會自動回收。

3、全局/靜態(tài)存儲區(qū)，全局變量和靜態(tài)變量被分配到同一塊內存中，在以前的C語言中，全局變量又分為初始化的和未初始化的，在

C++里面沒有這個區(qū)分了，他們共同占用同一塊內存區(qū)。

4、常量存儲區(qū)，這是一塊比較特殊的存儲區(qū)，他們里面存放的是常量，不允許修改（當然，你要通過非正當手段也可以修改）。

5、代碼區(qū) （.text段），存放代碼（如函數），不允許修改（類似常量存儲區(qū)），但可以執(zhí)行（不同于常量存儲區(qū)）。

內存模型組成部分：自由存儲區(qū)，動態(tài)區(qū)、靜態(tài)區(qū)；

根據c/c++對象生命周期不同，c/c++的內存模型有三種不同的內存區(qū)域，即：自由存儲區(qū)，動態(tài)區(qū)、靜態(tài)區(qū)。

自由存儲區(qū)：局部非靜態(tài)變量的存儲區(qū)域，即平常所說的棧；

動態(tài)區(qū)：用new ，malloc分配的內存，即平常所說的堆；

靜態(tài)區(qū)：全局變量，靜態(tài)變量，字符串常量存在的位置；

注：代碼雖然占內存，但不屬于c/c++內存模型的一部分；

一個正在運行著的C編譯程序占用的內存分為5個部分：代碼區(qū)、初始化數據區(qū)、未初始化數據區(qū)、堆區(qū) 和棧區(qū)；

（1）代碼區(qū)（text segment）：代碼區(qū)指令根據程序設計流程依次執(zhí)行，對于順序指令，則只會執(zhí)行一次（每個進程），如果反復，則需要使用跳轉指令，如果進行遞歸，則需要借助棧來實現。注意：代碼區(qū)的指令中包括操作碼和要操作的對象（或對象地址引用）。如果是立即數（即具體的數值，如5），將直接包含在代碼中；

（2）全局初始化數據區(qū)/靜態(tài)數據區(qū)（Data Segment）：只初始化一次。

（3）未初始化數據區(qū)（BSS）：在運行時改變其值。

（4）棧區(qū)（stack）：由編譯器自動分配釋放，存放函數的參數值、局部變量的值等，其操作方式類似于數據結構中的棧。

（5）堆區(qū)（heap）：用于動態(tài)內存分配。

為什么分成這么多個區(qū)域？

主要基于以下考慮：

#代碼是根據流程依次執(zhí)行的，一般只需要訪問一次，而數據一般都需要訪問多次，因此單獨開辟空間以方便訪問和節(jié)約空間。

#未初始化數據區(qū)在運行時放入棧區(qū)中，生命周期短。

#全局數據和靜態(tài)數據有可能在整個程序執(zhí)行過程中都需要訪問，因此單獨存儲管理。

#堆區(qū)由用戶自由分配，以便管理。

5、協(xié)程

答：定義：協(xié)程是一種用戶態(tài)的輕量級線程。

協(xié)程擁有自己的寄存器上下文和棧。協(xié)程調度切換時，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧。因此：協(xié)程能保留上一次調用時的狀態(tài)（即所有局部狀態(tài)的一個特定組合），每次過程重入時，就相當于進入上一次調用的狀態(tài)，換種說法：進入上一次離開時所處邏輯流的位置；

線程是搶占式，而協(xié)程是協(xié)作式；

協(xié)程的優(yōu)點：

跨平臺

跨體系架構

無需線程上下文切換的開銷

無需原子操作鎖定及同步的開銷

方便切換控制流，簡化編程模型

高并發(fā)+高擴展性+低成本：一個CPU支持上萬的協(xié)程都不是問題。所以很適合用于高并發(fā)處理。

協(xié)程的缺點：

無法利用多核資源：協(xié)程的本質是個單線程,它不能同時將 單個CPU 的多個核用上,協(xié)程需要和進程配合才能運行在多CPU；

進行阻塞（Blocking）操作（如IO時）會阻塞掉整個程序：這一點和事件驅動一樣，可以使用異步IO操作來解決。

6、CGI的了解

答：CGI：通用網關接口（Common Gateway Interface）是一個Web服務器主機提供信息服務的標準接口。通過CGI接口，Web服務

器就能夠獲取客戶端提交的信息，轉交給服務器端的CGI程序進行處理，最后返回結果給客戶端。

CGI通信系統(tǒng)的組成是兩部分：一部分是html頁面，就是在用戶端瀏覽器上顯示的頁面。另一部分則是運行在服務器上的Cgi程序。

7、進程間通信方式和線程間通信方式

答：（1）進程間通信方式：

# 管道( pipe )：管道是一種半雙工的通信方式，數據只能單向流動，而且只能在具有親緣關系的進程間使用。進程的親緣關系通常是指父子進程關系。

# 信號量( semophore ) ：信號量是一個計數器，可以用來控制多個進程對共享資源的訪問。它常作為一種鎖機制，防止某進程正在訪問共享資源時，其他進程也訪問該資源。因此，主要作為進程間以及同一進程內不同線程之間的同步手段。

# 消息隊列( message queue ) ：消息隊列是由消息的鏈表，存放在內核中并由消息隊列標識符標識。消息隊列克服了信號傳遞信息少、管道只能承載無格式字節(jié)流以及緩沖區(qū)大小受限等缺點。

# 共享內存( shared memory ) ：共享內存就是映射一段能被其他進程所訪問的內存，這段共享內存由一個進程創(chuàng)建，但多個進程都可以訪問。共享內存是最快的 IPC 方式，它是針對其他進程間通信方式運行效率低而專門設計的。它往往與其他通信機制，如信號兩，配合使用，來實現進程間的同步和通信。

# 套接字( socket ) ：套解口也是一種進程間通信機制，與其他通信機制不同的是，它可用于不同及其間的進程通信。

（2）線程間通信方式：

#全局變量；

#Messages消息機制；

#CEvent對象（MFC中的一種線程通信對象，通過其觸發(fā)狀態(tài)的改變實現同步與通信）。

8、TCP握手與釋放

答：（1）握手

#第一次握手：主機A發(fā)送握手信號syn＝1和seq=x（隨機產生的序列號）的數據包到服務器，主機B由SYN=1知道，A要求建立聯(lián)機；

#第二次握手：主機B收到請求后要確認聯(lián)機信息，向A發(fā)送syn=1，ack=x（x是主機A的Seq）+1，以及隨機產生的確認端序列號

seq=y的包；

#第三次握手：主機A收到后檢查ack是否正確（ack=x+1），即第一次發(fā)送的seq+1，若正確，主機A會再發(fā)送ack=y+1，以及隨機序

列號seq=z，主機B收到后確認ack值則連接建立成功；

#完成三次握手，主機A與主機B開始傳送數據。

注：上述步驟中，第二和第三次確認包中都還包含一個標志位未予以說明，該標志位為1表示正常應答；

具體可見圖片：

為什么需要“三次握手”？

“三次握手”的目的是“為了防止已失效的連接請求報文段突然又傳送到了服務端，因而產生錯誤”。具體例如：client發(fā)出的第一個連接請求報文段并沒有丟失，而是在某個網絡結點長時間的滯留了，以致延誤到連接釋放以后的某個時間才到達server。本來這是一個早已失效的報文段。但server收到此失效的連接請求報文段后，就誤認為是client再次發(fā)出的一個新的連接請求。于是就向client發(fā)出確認報文段，同意建立連接。假設不采用“三次握手”，那么只要server發(fā)出確認，新的連接就建立了。由于現在client并沒有發(fā)出建立連接的請求，因此不會理睬server的確認，也不會向server發(fā)送數據。但server卻以為新的運輸連接已經建立，并一直等待client發(fā)來數據。這樣，server的很多資源就白白浪費掉了。采用“三次握手”的辦法可以防止上述現象發(fā)生。例如剛才那種情況，client不會向server的確認發(fā)出確認。server由于收不到確認，就知道client并沒有要求建立連接。主要目的防止server端一直等待，浪費資源。

（2）揮手

由于TCP連接是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。這原則是當一方完成它的數據發(fā)送任務后就能發(fā)送一個FIN來終止這個方向的連接。收到一個 FIN只意味著這一方向上沒有數據流動，一個TCP連接在收到一個FIN后仍能發(fā)送數據。首先進行關閉的一方將執(zhí)行主動關閉，而另一方執(zhí)行被動關閉。

(1) TCP客戶端發(fā)送一個FIN，用來關閉客戶到服務器的數據傳送(報文段4)；

(2) 服務器收到這個FIN，發(fā)回一個ACK，確認序號為收到的序號加1(報文段5)。和SYN一樣，一個FIN將占用一個序號；

(3) 服務器關閉客戶端的連接后，再發(fā)送一個FIN給客戶端(報文段6)；

(4) 客戶段收到服務端的FIN后，發(fā)回ACK報文確認，并將確認序號設置為收到序號加1(報文段7)；

注意：TCP連接的任何一方都可以發(fā)起揮手操作，上述步驟只是兩種之一；

具體過程見圖：

為什么是“四次揮手”？

因為當收到對方的FIN報文通知時，它僅僅表示對方沒有數據發(fā)送給你了；但未必你所有的數據都全部發(fā)送給對方了，所以你可能還需要發(fā)送一些數據給對方，再發(fā)送FIN報文給對方來表示你同意現在可以關閉連接了，故這里的ACK報文和FIN報文多數情況下都是分開發(fā)送的，也就造成了4次揮手。

握手，揮手過程中各狀態(tài)介紹：

（1）3次握手過程狀態(tài)：

#LISTEN: 這個也是非常容易理解的一個狀態(tài)，表示服務器端的某個SOCKET處于監(jiān)聽狀態(tài)，可以接受連接了。

#SYN_SENT: 當客戶端SOCKET執(zhí)行CONNECT連接時，它首先發(fā)送SYN報文，因此也隨即它會進入到了SYN_SENT狀態(tài)，并等待服務端的發(fā)送三次握手中的第2個報文。SYN_SENT狀態(tài)表示客戶端已發(fā)送SYN報文。(發(fā)送端)

#SYN_RCVD: 這個狀態(tài)與SYN_SENT遙想呼應這個狀態(tài)表示接受到了SYN報文，在正常情況下，這個狀態(tài)是服務器端的SOCKET在建立TCP連接時的三次握手會話過程中的一個中間狀態(tài)，很短暫，基本上用netstat你是很難看到這種狀態(tài)的，除非你特意寫了一個客戶端測試程序，故意將三次TCP握手過程中最后一個ACK報文不予發(fā)送。因此這種狀態(tài)時，當收到客戶端的ACK報文后，它會進入到ESTABLISHED狀態(tài)。(服務器端)

#ESTABLISHED：這個容易理解了，表示連接已經建立了。

（2）4次揮手過程狀態(tài)：

#FIN_WAIT_1: 這個狀態(tài)要好好解釋一下，其實FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2狀態(tài)的真正含義都是表示等待對方的FIN報文。而這兩種狀態(tài)的區(qū)別是：FIN_WAIT_1狀態(tài)實際上是當SOCKET在ESTABLISHED狀態(tài)時，它想主動關閉連接，向對方發(fā)送了FIN報文，此時該SOCKET即進入到FIN_WAIT_1狀態(tài)。而當對方回應ACK報文后，則進入到FIN_WAIT_2狀態(tài)，當然在實際的正常情況下，無論對方何種情況下，都應該馬上回應ACK報文，所以FIN_WAIT_1狀態(tài)一般是比較難見到的，而FIN_WAIT_2狀態(tài)還有時常常可以用netstat看到。(主動方)

#FIN_WAIT_2：上面已經詳細解釋了這種狀態(tài)，實際上FIN_WAIT_2狀態(tài)下的SOCKET，表示半連接，也即有一方要求close連接，但另外還告訴對方，我暫時還有點數據需要傳送給你(ACK信息)，稍后再關閉連接。(主動方)

#TIME_WAIT: 表示收到了對方的FIN報文，并發(fā)送出了ACK報文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用狀態(tài)了。如果FIN_WAIT_1狀態(tài)下，收到了對方同時帶FIN標志和ACK標志的報文時，可以直接進入到TIME_WAIT狀態(tài)，而無須經過FIN_WAIT_2狀態(tài)。(主動方)

#CLOSING(比較少見): 這種狀態(tài)比較特殊，實際情況中應該是很少見，屬于一種比較罕見的例外狀態(tài)。正常情況下，當你發(fā)送FIN報文后，按理來說是應該先收到(或同時收到)對方的ACK報文，再收到對方的FIN報文。但是CLOSING狀態(tài)表示你發(fā)送FIN報文后，并沒有收到對方的ACK報文，反而卻也收到了對方的FIN報文。什么情況下會出現此種情況呢?其實細想一下，也不難得出結論：那就是如果雙方幾乎在同時close一個SOCKET的話，那么就出現了雙方同時發(fā)送FIN報文的情況，也即會出現CLOSING狀態(tài)，表示雙方都正在關閉SOCKET連接。

#CLOSE_WAIT: 這種狀態(tài)的含義其實是表示在等待關閉。怎么理解呢?當對方close一個SOCKET后發(fā)送FIN報文給自己，你系統(tǒng)毫無疑問地會回應一個ACK報文給對方，此時則進入到CLOSE_WAIT狀態(tài)。接下來呢，實際上你真正需要考慮的事情是察看你是否還有數據發(fā)送給對方，如果沒有的話，那么你也就可以close這個SOCKET，發(fā)送FIN報文給對方，也即關閉連接。所以你在CLOSE_WAIT狀態(tài)下，需要完成的事情是等待你去關閉連接。(被動方)

#LAST_ACK: 這個狀態(tài)還是比較容易好理解的，它是被動關閉一方在發(fā)送FIN報文后，最后等待對方的ACK報文。當收到ACK報文后，也即可以進入到CLOSED可用狀態(tài)了。(被動方)

9、http和https的區(qū)別？

答：HTTPS協(xié)議是由SSL+HTTP協(xié)議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協(xié)議，要比http協(xié)議安全。

HTTPS（Secure Hypertext Transfer Protocol）安全超文本傳輸協(xié)議，與http主要區(qū)別在于：

#http是超文本傳輸協(xié)議，信息是明文傳輸，https 則是具有安全性的ssl加密傳輸協(xié)議；

#http和https使用的是完全不同的連接方式用的端口也不一樣,前者是80,后者是443；

下面具體介紹一下HTTP和HTTPS協(xié)議：

首先說明一下：HTTP和HTTPS協(xié)議是應用層協(xié)議；

上圖充分表明：HTTP是應用層協(xié)議，并且HTTPS是在HTTP協(xié)議基礎上添加SSL等加密策略后的協(xié)議；

TLS/SSL中使用了非對稱加密，對稱加密以及HASH算法。

（1）Http協(xié)議

1）HTTP協(xié)議和TCP協(xié)議之間的區(qū)別聯(lián)系

①TPC/IP協(xié)議是傳輸層協(xié)議，主要解決數據如何在網絡中傳輸，而HTTP是應用層協(xié)議，主要解決如何包裝數據；

②HTTP的默認端口號是80，TCP/IP協(xié)議通信編程時端口號需要自己指定（例如socket編程）；

③HTTP協(xié)議是在TCP/IP協(xié)議基礎上實現的，即HTTP數據包是經過TCP/IP協(xié)議實現傳輸的；

④HTTP是無狀態(tài)的短連接協(xié)議，TCP是有狀態(tài)的長連接協(xié)議；

HTTP是在有狀態(tài)長連接TCP/IP協(xié)議的基礎上實現的，為什么卻是無狀態(tài)短連接協(xié)議？

答：因為HTTP協(xié)議每次請求結束就會自動關閉連接，這樣就變成了短連接；

短連接又導致了該次請求相關信息的丟失，也就造成了HTTP協(xié)議對于前期事務處理沒有記憶能力，故為無狀態(tài)協(xié)議。

2）HTTP協(xié)議其完整的工作過程可分為四步：

①連接：首先客戶機與服務器需要建立連接（由TCP/IP握手連接實現）。只要單擊某個超級鏈接，HTTP的工作開始；

②請求：建立連接后，客戶機發(fā)送一個請求給服務器，請求方式的格式為：統(tǒng)一資源標識符（URL）、協(xié)議版本號，后邊是MIME信息包括請求修飾符、客戶機信息和可能的內容；

③應答：服務器接到請求后，給予相應的響應信息，其格式為一個狀態(tài)行，包括信息的協(xié)議版本號、一個成功或錯誤的代碼，后邊是MIME信息包括服務器信息、實體信息和可能的內容。客戶端接收服務器所返回的信息通過瀏覽器顯示在用戶的顯示屏上；

④關閉：當應答結束后，瀏覽器和服務器關閉連接，以保證其他瀏覽器可以與服務器進行連接。

更完整的過程可能如下：

域名解析 --> 發(fā)起TCP的3次握手 --> 建立TCP連接后發(fā)起http請求 --> 服務器響應http請求，瀏覽器得到html代碼 --> 瀏覽器解析html代碼，并請求html代碼中的資源（如js、css、圖片等） --> 瀏覽器對頁面進行渲染呈現給用戶。

如果在以上過程中的某一步出現錯誤，那么產生錯誤的信息將返回到客戶端，有顯示屏輸出。對于用戶來說，這些過程是由HTTP自己完成的，用戶只要用鼠標點擊，等待信息顯示就可以了。

（2）Https協(xié)議

HTTPS握手過程包括五步：

1）瀏覽器請求連接；

2）服務器返回證書：證書里面包含了網站地址，加密公鑰，以及證書的頒發(fā)機構等信息。

3）瀏覽器收到證書后作以下工作：

a) 驗證證書的合法性；

b) 生成隨機（對稱）密碼，取出證書中提供的公鑰對隨機密碼加密；

c) 將之前生成的加密隨機密碼等信息發(fā)送給網站；

4）服務器收到消息后作以下的操作：

a) 使用自己的私鑰解密瀏覽器用公鑰加密后的消息，并驗證HASH是否與瀏覽器發(fā)來的一致；

b) 使用加密的隨機對稱密碼加密一段消息，發(fā)送給瀏覽器；

5）瀏覽器解密并計算握手消息的HASH：如果與服務端發(fā)來的HASH一致，此時握手過程結束，之后所有的通信數據將由之前瀏覽

器生成的隨機密碼并利用對稱加密算法進行加密。

注意：服務器有兩個密鑰，一個公鑰、一個私鑰，只有私鑰才可以解密公鑰加密的消息；

如圖：

或者如下圖：

HTTPS協(xié)議、SSL、和數字證書的關系介紹：

概述：對于HTTPS協(xié)議，所有的消息都是經過SSL協(xié)議方式加密，而支持加密的文件正是數字證書；

（1）SSL

SSL常用的加密算法：對稱密碼算法、非對稱密碼算法、散列算法；

SSL的加密過程：需要注意的是非對稱加解密算法的效率要比對稱加解密要低的多。所以SSL在握手過程中使用非對稱密碼算法來

協(xié)商密鑰，實際使用對稱加解密的方法對http內容加密傳輸；

（2）數字證書

數字證書是用于在INTERNET上標識個人或者機構身份的一種技術手段，它通過由一些公認的權威機構所認證，從而可以保證其

安全地被應用在各種場合。證書里面包含了網站地址，加密公鑰，以及證書的頒發(fā)機構等信息。

10、虛擬內存的概念與介紹

答：虛擬內存中，允許將一個作業(yè)分多次調入內存，需要時就調入，不需要的就先放在外存。因此，虛擬內存的實需要建立在離散

分配的內存管理方式的基礎上。虛擬內存的實現有以下三種方式：

#請求分頁存儲管理

#請求分段存儲管理

#請求段頁式存儲管理

虛擬內存的意義：

一，虛擬內存可以使得物理內存更加高效。虛擬內存使用置換方式，需要的頁就置換進來，不需要的置換出去，使得內存中只保存了需要的頁，提高了利用率，也避免了不必要的寫入與擦除；

二，使用虛擬地址可以使內存的管理更加便捷。在程序編譯的時候就會生成虛擬地址，該虛擬地址并不是對應一個物理地址，使得也就極大地減少了地址被占用的沖突，減少管理難度；

三，為了安全性的考慮。在使用虛擬地址的時候，暴露給程序員永遠都是虛擬地址，而具體的物理地址在哪里，這個只有系統(tǒng)才了解。這樣就提

高了系統(tǒng)的封裝性。

11、單鏈表的反轉算法

答：思想：創(chuàng)建3個指針，分別指向上一個節(jié)點、當前節(jié)點、下一個節(jié)點，遍歷整個鏈表的同時，將正在訪問的節(jié)點指向上一個節(jié)點，當遍歷結束后，就同時完成了鏈表的反轉。

實現代碼：   

ListNode* ReverseList(ListNode* pHead) {  
   ListNode *p,*q,*r;  
   if(pHead==NULL || pHead->next==NULL){  
   return pHead;  
   }else{  
   p=pHead;  
   q=p->next;  
   pHead->next=NULL;  
   while(q!=NULL){  
   r=q->next;  
   q->next=p;  
   p=q;  
   q=r;  
   }  
   return p;  
   }  
   } 

12、紅黑樹以及其查找復雜度

答：（1）紅黑樹來源于二叉搜索樹，其在關聯(lián)容器如map中應用廣泛，主要優(yōu)勢在于其查找、刪除、插入時間復雜度小，但其也有缺點，就是容易偏向一邊而變成一個鏈表。

紅黑樹是一種二叉查找樹，但在每個結點上增加一個存儲位表示結點的顏色，可以是Red或Black。也就是說，紅黑樹是在二叉

查找樹基礎上進一步實現的；

紅黑樹的五個性質：

性質1. 節(jié)點是紅色或黑色；

性質2. 根節(jié)點是黑色；

性質3 每個葉節(jié)點（指樹的末端的NIL指針節(jié)點或者空節(jié)點）是黑色的；

性質4 每個紅色節(jié)點的兩個子節(jié)點都是黑色。(從每個葉子到根的所有路徑上不能有兩個連續(xù)的紅色節(jié)點)；

性質5. 從任一節(jié)點到其每個尾端NIL節(jié)點或者NULL節(jié)點的所有路徑都包含相同數目的黑色節(jié)點。

（注：上述第3、5點性質中所說的NIL或者NULL結點，并不包含數據，只充當樹的路徑結束的標志，即此葉結點非常見的葉子結點）。

因為一棵由n個結點隨機構造的二叉查找樹的高度為lgn，所以順理成章，二叉查找樹的一般操作的執(zhí)行時間為O(lgn)。但二叉查

找樹若退化成了一棵具有n個結點的線性鏈后，則這些操作最壞情況運行時間為O(n)；

紅黑樹雖然本質上是一棵二叉查找樹，但它在二叉查找樹的基礎上增加以上五個性質使得紅黑樹相對平衡，從而保證了

紅黑樹的查找、插入、刪除的時間復雜度最壞為O(log n)。

（2）左旋右旋

紅黑樹插入或刪除后，一般就會改變紅黑樹的特性，要恢復紅黑樹上述5個性質，一般都要那就要做2方面的工作：

1、部分結點顏色，重新著色

2、調整部分指針的指向，即左旋、右旋。

左選右旋如圖所示：

左旋，如圖所示（左->右），以x->y之間的鏈為“支軸”進行，使y成為該新子樹的根，x成為y的左孩子，而y的左孩子則成為x的右孩

子。算法很簡單，旋轉后各個結點從左往右，仍然都是從小到大。

左旋代碼實現，分三步:

（1） 開始變化，y的左孩子成為x的右孩子；

（2） y成為x的父結點；

（3） x成為y的左孩子；

右旋類似，不再累述；

13、KMP字符串匹配

（1）KMP匹配算法代碼實現： 

int KmpSearch(char* s, char* p)  
{  
int i = 0;  
int j = 0;  
int sLen = strlen(s);  
int pLen = strlen(p);  
while (i < sLen && j < pLen)  
{  
//①如果j = -1，或者當前字符匹配成功（即S[i] == P[j]），都令i++，j++  
if (j == -1 || s[i] == p[j])  
{  
i++;  
j++;  
}  
else  
{  
//②如果j != -1，且當前字符匹配失?。碨[i] != P[j]），則令 i 不變，j = next[j]  
//next[j]即為j所對應的next值  
j = next[j];  
}  
}  
if (j == pLen)  
return i - j;  
else  
return -1;  
} 

（2）next數組求取

上述（1）中最重要的就是：一旦不匹配，模式串不是向后移動一位，而是根據前面匹配信息移動多位。而這個多位獲得就是根據next數組，下面有next數組的求取方式：

Next數組是根據模式串的前綴后綴獲取的，如下：

①尋找前綴后綴最長公共元素長度

舉個例子，如果給定的模式串為“abab”，那么它的各個子串的前綴后綴的公共元素的最大長度如下表格所示：

比如對于字符串aba來說，它有長度為1的相同前綴后綴a；而對于字符串abab來說，它有長度為2的相同前綴后綴ab（相同前綴后綴的長度為k + 1，k + 1 = 2）。

②求next數組

next 數組考慮的是除當前字符外的最長相同前綴后綴，所以通過第①步驟求得各個前綴后綴的公共元素的最大長度后，只要稍作變形即可：將第①步驟中求得的數組整體右移一位，然后第一個元素賦為-1即可（注意：字符串下標需要從0開始），如下表格所示：

比如對于aba來說，第3個字符a之前的字符串ab中有長度為0的相同前綴后綴，所以第3個字符a對應的next值為0；而對于abab來說，第4個字符b之前的字符串aba中有長度為1的相同前綴后綴a，所以第4個字符b對應的next值為1（相同前綴后綴的長度為k，k = 1）。

KMP的next 數組相當于告訴我們：當模式串中的某個字符跟文本串中的某個字符匹配失配時，模式串下一步應該跳到哪個位置（具體：保持測試串的下標i不變，使得匹配串的下標j=next[j]）。

前綴后綴長度求取以及next數組獲取：

如果給定的模式串是：“ABCDABD”，從左至右遍歷整個模式串，其各個子串的前綴后綴分別如下表格所示：

也就是說，原模式串子串對應的各個前綴后綴的公共元素的最大長度表為：

0 0 0 0 1 2 0；

故對應的next數組為：-1 0 0 0 0 1 2；

（注意：這里的字符串下標是從0開始的，若從1開始，next數組所有元素都對應要加1。）

求取next的實現代碼： 

string T; //T為模式串  
cin>>T;  
int len=T.size();  
queue<int> MaxLen;  
vector<int> next;  
MaxLen.push(0); //第一個元素都設為0  
for(int i=1;i<len;i++)  
{  
int k=1,maxLen=0;  
while(k<=i)  
{  
if(T.substr(0,k)==T.substr(i-k+1,k))  
{  
maxLen=k;  
}  
k++;  
}  
MaxLen.push(maxLen);  
} 
cout<<endl;  
next.push_back(-1); //第一個元素都設為-1  
while(MaxLen.size()>1)  
{ 
int temp=MaxLen.front();  
next.push_back(temp);  
MaxLen.pop();  
cout<<temp<<' ';  
} 

14、TCP超時等待、重傳以及流量控制

答：TCP等待時間需要設定，超過了就認為丟包，需要重傳；

為了防止擁塞情況，一般會采用流量控制，其實現手段是用滑動窗口限制客戶端發(fā)送分組數量；

15、數據庫引擎

答：數據庫引擎是用于存儲、處理和保護數據的核心服務。利用數據庫引擎可控制訪問權限并快速處理事務，從而滿足企業(yè)內大多

數需要處理大量數據的應用程序的要求。

簡言之，數據庫引擎就是一段用于支撐所有數據庫操作的核心程序，就如名稱一樣，是一個車的引擎功能；

常見的數據庫引擎有：

（1）Microsoft JET (Joint Engineering Technologe) 用于Access和VB的內嵌數據庫功能的核心元素；

（2）ODBC（Open DataBase Connectivity，開放數據庫互連）是由Microsoft定義的一種數據庫訪問標準，它提供一種標準的數據

庫訪問方法以訪問不同平臺的數據庫。一個ODBC應用程序既可以訪問在本地PC機上的數據庫，也可以訪問多種異構平臺上的數據

庫，例如SQL Server、Oracle或者DB2；

（3）OLE DB是Microsoft開發(fā)的最新數據庫訪問接口，Microsoft將其定義為ODBC接班人；

（4）MYSQL支持三個引擎：ISAM、MYISAM和HEAP。另外兩種類型INNODB和BERKLEY（BDB）也常?？梢允褂?；

①ISAM執(zhí)行讀取操作的速度很快，而且不占用大量的內存和存儲資源。ISAM的兩個主要不足之處在于，它不 支持事務處理，也不能夠容錯；

②MyISAM是MySQL的ISAM擴展格式和缺省的數據庫引擎MYISAM。除了提供ISAM里所沒有的索引和字段管理的大量功能，

MyISAM還使用一種表格鎖定的機制，來優(yōu)化多個并發(fā)的讀寫操作，其代價是你需要經常運行OPTIMIZE TABLE命令，來恢復被更新

機制所浪費的空間；

③HEAP允許只駐留在內存里的臨時表格。駐留在內存里讓HEAP要比ISAM和MYISAM都快，但是它所管理的數據是不穩(wěn)定的，

而且如果在關機之前沒有進行保存，那么所有的數據都會丟失。

16、數據庫索引

答：定義：數據庫索引是對數據庫表中一列或多列的值進行排序的一種結構，使用索引可快速訪問數據庫表中的特定信息；

舉例：employee 表的人員編號列（id）就是數據庫索引，select * from employee where id=10000即可查找編號10000的人員信息。如果沒有索引，必須遍歷整個表直到id=10000；

數據庫索引作用：

一，大大加快 數據的檢索速度，這也是創(chuàng)建索引的最主要的原因；

二，保證數據庫表中每一行數據的唯一性；

三，可以加速表和表之間的連接，特別是在實現數據的參考完整性方面特別有意義；

四，在使用分組和排序子句進行數據檢索時，同樣可以顯著減少查詢中分組和排序的時間；

五，通過使用索引，可以在查詢的過程中，使用優(yōu)化隱藏器，提高系統(tǒng)的性能。

數據庫索引缺陷：

一，表的增刪改查、創(chuàng)建索引和維護索引要耗費時間；

二，索引需要占物理空間；

數據庫索引的兩個特征：索引有兩個特征，即唯一性索引和復合索引；

①唯一 性索引保證在索引列中的全部數據是唯一的，不會包含冗余數據；

②復合索引就是一個索引創(chuàng)建在兩個列或者多個列上，搜索時需要兩個或者多個索引列作為一個關鍵值；

數據庫索引好比是一本書前面的目錄，索引分為聚簇索引和非聚簇索引兩類：

1）聚簇索引是按照數據存放的物理位置為順序的，其多個連續(xù)行的訪問速度更快；

2）非聚簇索引是按照數據存放的邏輯位置為順序的，其單行訪問速度更快；

局部性原理與磁盤預讀

局部性原理：當一個數據被用到時，其附近的數據也通常會馬上被使用。程序運行期間所需要的數據通常比較集中；

磁盤預讀：正是由于局部性原理以及數據存儲磁盤的讀寫速度慢的原因，每次對數據庫進行讀取都不是按需讀取，而是讀取多

于需求數據區(qū)域內的數據到內存，用于后續(xù)使用，提高寫讀取數據速度；

注：磁盤預讀一般都是每次讀取邏輯上的一頁，或物理上的一塊，不管實際需求是多少；

數據庫索引的實現通常使用B樹及其變種B+樹，下面進行B-/+Tree結構的數據庫索引的性能分析：

（1）B樹索引結構：

數據庫系統(tǒng)的設計者巧妙利用了磁盤預讀原理，將B樹的一個節(jié)點的大小設為等于一個頁，這樣每個節(jié)點只需要一次I/O就可以

完全載入。為了達到這個目的，在實際實現B-Tree還需要使用如下技巧：

——每次新建節(jié)點時，直接申請一個頁的空間，這樣就保證一個節(jié)點物理上也存儲在一個頁；

B-Tree中一次檢索最多需要h-1次I/O（磁盤IO不包括根節(jié)點，因為根節(jié)點常駐內存），漸進復雜度為O(h)=O(logdN)。一

般實際應用中，出度d是非常大的數字，通常超過100，因此h非常?。ㄍǔ２怀^3）。

而紅黑樹這種結構，h明顯要深的多。由于邏輯上很近的節(jié)點（父子）物理上可能很遠，無法利用局部性，所以紅黑樹的I/O漸進

復雜度也為O(h)，效率明顯比B-Tree差很多。

所以，B樹結構的數據庫索引，在元素查找上效率很高；

（2）B+樹的索引結構：

B+樹則適當犧牲檢索的時間復雜度（都必須檢索到葉子結點），但改善了節(jié)點插入和刪除的時間復雜度（類似用鏈表改善數組的效

果），所以B+樹屬于一種折中選擇。