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目录

前言：面试官真正在考什么

一、手写代码：算法基本功

1.1 非递归二分查找

1.2 从数组中找出第二大的数

二、C/C++ 语言核心

2.1 `struct` 与 `class` 的区别

2.2 C 中 `static` 的作用

2.3 C++ 中 `extern "C"` 的作用

2.4 多态的实现机制

2.5 C/C++ 程序的内存布局

2.6 宏：由数组名求长度

三、Linux 系统与 IO

3.1 僵尸进程如何产生

3.2 如何避免僵尸进程

3.3 文本去重：`sort` / `uniq` / `awk` / `sed`

3.4 `epoll`：作用、优势与创建参数

四、架构题：海量用户并发登录要考虑什么

4.1 传输协议选择

4.2 负载均衡与分片

4.3 线程与进程模型

五、总结

前言：面试官真正在考什么

腾讯这类后台 / C++ 岗的面试，常见节奏是：

(1). 先手写一段代码，如二分、链表、快排、atoi 等，看编码习惯与边界意识；

(2). 再挖语言与系统细节,如static、虚表、内存布局、epoll、进程模型；

(3). 最后抬到架构层，最常见的如协议选择、负载均衡、线程模型。

下面按这个认知顺序重组原题，每一题给出：推荐答法 + 追问点 + 常见坑 。

一、手写代码：算法基本功

1.1 非递归二分查找

有序数组上的二分查找是面试热身题。重点不在背模板，而在：循环条件、区间收缩、溢出与失败返回值。

非递归二分查找示意

图 1：每次比较array[mid]与目标值，将搜索区间收缩到一半，直至找到或区间为空。

// 数组递增有序；找到返回下标，失败返回 -1 int binarySearch(const int* array, int len, int value) { if (array == nullptr || len <= 0) { return -1; } int low = 0; int high = len - 1; while (low <= high) { // 避免 (low + high) 溢出 int mid = low + (high - low) / 2; if (array[mid] == value) { return mid; } if (value > array[mid]) { low = mid + 1; // 右半区 } else { high = mid - 1; // 左半区 } } return -1; }

面试加分点：

同类常考手写：快排、链表反转、atoi / 字符串转整数。

1.2 从数组中找出第二大的数

次优思路：堆排序

建大顶堆后做两次取堆顶，时间复杂度 \(O(n\log n)\)。能写出堆调整说明功底扎实????不是本题期望答案。面试官通常会追问：能否 \(O(n)\)？

堆相关下标（完全二叉树、数组下标从 0 起）：

左孩子：2 * i + 1，右孩子：2 * i + 2

最后一个非叶子节点：len / 2 - 1

推荐答案：一遍扫描，维护最大值与次大值

核心是以两个变量换掉第二次全表扫描，真正做到 \(O(n)\)、额外空间 \(O(1)\)。

// 返回第二大的数；无法求出时返回 INT_MIN（也可约定返回 -1，需与面试官对齐） #include <climits> int getSecondMax(const int* array, int len) { if (array == nullptr || len < 2) { return INT_MIN; } int maxVal = array[0]; int second = INT_MIN; bool hasSecond = false; for (int i = 1; i < len; ++i) { if (array[i] > maxVal) { second = maxVal; maxVal = array[i]; hasSecond = true; } else if (array[i] < maxVal) { // 严格小于最大值，才可能成为「第二大」 if (!hasSecond || array[i] > second) { second = array[i]; hasSecond = true; } } // array[i] == maxVal：跳过，避免「第二大」等于最大值（视题目是否允许重复） } return hasSecond ? second : INT_MIN; }

和「冒泡 / 选择排两遍」的对比

冒泡或简单选择各扫一遍拿到最大、次大，本质是 \(O(2n)\)，常数更大，且不满足「只要 \(O(n)\)」的表述偏好；

一遍维护 max / second，比较次数约 \(n\) 量级，才是标准答法。

必须主动提的边界

(1). len < 2；

(2). 全部元素相等 → 没有严格意义上的第二大；

(3). 负数、重复值、最大值出现多次。

二、C/C++ 语言核心

2.1 `struct` 与 `class` 的区别

在 C++ 里二者几乎等价，默认访问权限与默认继承权限不同：

补充两点常被追问：

(1). 模板类型参数写法是 template<typename T> 或 template<class T>，不能写成 template<struct T>；

(2). 习惯上：struct 多表示「纯数据聚合」，class 多表示「有不变式与封装的类型」——这是风格约定，不是语言强制。

2.2 C 中 `static` 的作用

分场景记，比背定义更稳：

(1) 修饰局部变量

存储期：静态存储期，生命周期贯穿整个程序；

作用域：仍只在定义它的函数 / 块内可见；

只初始化一次。

(2) 修饰全局变量 / 函数（C 与 C++ 文件作用域）

给予内部链接：仅当前翻译单元可见，避免与其他 .c/.cpp 符号冲突；

修饰函数同理，限制作用域为当前文件。

C++11 起还有「静态局部变量的线程安全初始化」等细节，资深岗可能追问。

2.3 C++ 中 `extern "C"` 的作用

告诉编译器：按 C 的规则做名字修饰（name mangling）与链接。

原因：C++ 支持函数重载，符号名会编码参数类型；C 不支持重载，符号更「直白」。例如 void foo(int, int)：

C 侧常见类似 _foo；

C++ 侧可能变成 _foo_int_int 一类 mangled name（具体格式与编译器相关）。

典型用途：

#ifdef __cplusplus extern "C" { #endif void c_api_init(void); #ifdef __cplusplus } #endif

用于：C++ 调用 C 库、导出给 C 调用的接口、动态库稳定 ABI。

2.4 多态的实现机制

一句话：动态多态靠虚函数表（vtable）+ 虚表指针（vptr）完成运行时绑定。

C++ 虚函数表与动态绑定

图 2：对象内嵌vptr指向所属类的虚表；通过基类指针调用虚函数时，按对象真实类型跳转到对应实现。

口述框架建议：

(1). 类若声明虚函数，编译器为该类生成虚表，表项是函数地址；

(2). 每个对象多一个隐藏的 vptr，构造时指向正确虚表；

(3). Base* p = new Derived; 调用 p->foo() 时，查 p 所指对象的虚表，执行 Derived::foo；

(4). 析构函数通常也应为虚函数，否则经基类指针 delete 会只析构基类部分。

可延伸：多重继承下的多张虚表、虚继承与 vbptr、纯虚函数与抽象类、override / final。

2.5 C/C++ 程序的内存布局

进程地址空间（用户态）常见分层如下（地址由低到高）：

程序内存布局示意

图 3：典型用户态布局——代码与静态数据在低址侧，堆向上增长，栈向下增长；中间为可映射区域。

常考追问：栈溢出、堆碎片、new 失败策略、智能指针与 RAII、内存泄漏排查。

2.6 宏：由数组名求长度

#define ARRAY_LEN(array) (sizeof(array) / sizeof((array)[0]))

原理：sizeof(array) 为整段字节数，sizeof(array[0]) 为单元素字节数，二者相除得元素个数。

坑 ：该宏只对真正的数组名有效。一旦数组退化为指针（函数参数传递），sizeof(array) 变成指针大小，结果错误。C++ 更推荐：

template <typename T, std::size_t N> constexpr std::size_t arrayLen(const T (&)[N]) noexcept { return N; }

三、Linux 系统与 IO

3.1 僵尸进程如何产生

在 UNIX / Linux 中：子进程已退出，但父进程尚未 wait / waitpid 回收其退出状态时，该子进程进入僵尸态（Z）。内核仍保留最小进程表项（PID、退出码等），等待父进程读取。

僵尸进程产生与回收

图 4：子进程退出后若无人 wait，会残留为僵尸；父进程回收或由 init 接管后才能彻底释放。

3.2 如何避免僵尸进程

3.3 文本去重：`sort` / `uniq` / `awk` / `sed`

题目：删除文本文件中的重复行。

# 方法一：排序并去重（输出有序） sort -u file # 方法二：先排序再 uniq（可配合 -k/-t 按字段） sort file | uniq # 方法三：sort + awk（相邻去重） sort file | awk '{ if ($0 != line) print; line = $0 }' # 方法四：sort + sed（模式空间两行比较） sort file | sed '$!N; /^\(.*\)\n\1$/!P; D'

说明：

uniq 只去掉相邻重复，所以通常要先 sort；

若要求「保序去重、不排序」，可用 awk '!seen[$0]++' 。

sed 版简要拆解：N 读入下一行拼进模式空间；正则匹配两行相同；!P 表示不匹配时打印第一行；D 删到换行并重新循环——保证模式空间里始终是「当前待比较的两行」。

3.4 `epoll`：作用、优势与创建参数

epoll 是 Linux 上对大批量 fd 做 IO 多路复用的机制，是 select / poll 的增强版：大量连接、少量活跃时，CPU 利用率通常明显更好。

epoll 与 select 对比

图 5：select 侧多在用户态/内核间反复拷贝并线性扫描；epoll 维护兴趣列表与就绪队列，取事件更接近只处理就绪者。

与 `select` 的核心差异

创建接口：

int epoll_create(int size); // Linux 2.6.8 后 size 被忽略，但仍需 >0 int epoll_create1(int flags); // 推荐；flags 可为 0 或 EPOLL_CLOEXEC 等

注意：

创建出的 epfd 本身也占一个 fd，用完必须 close；

EPOLL_CLOEXEC：exec 时自动关闭，避免 fd 泄漏给新镜像；

旧资料里 EPOLL_NONBLOCK 用于 epoll_create1 的说法不准确——非阻塞通常设在被监听的业务 fd 上，ET 模式下尤其常见。

ET 使用口诀：配合非阻塞 IO，一次事件尽量读写到 EAGAIN，否则可能「漏事件」。

四、架构题：海量用户并发登录要考虑什么

题目往往开放：若你是架构师，如何支撑 QQ 量级用户并发登录？不必复述产品内幕，按协议 → 接入 → 状态 → 扩展 → 线程模型分层答即可。

海量登录并发架构示意

图 6：客户端经负载均衡进入鉴权网关，账号按分片落到后端服务；长连接保活与登录短连接可分层设计。

4.1 传输协议选择

口述时可强调：可靠性既可以在传输层（TCP），也可以在应用层补齐（UDP 之上自建可靠语义）。

4.2 负载均衡与分片

短时海量登录冲击的是鉴权与账号存储：

(1). 接入层：L4/L7 负载均衡，无状态网关水平扩展；

(2). 账号分片：按 QQ 号哈希或尾号分片 ，把热点打散到多组服务与库；

(3). 缓存：热点票据、风控规则放 Redis 等，减轻 DB；

(4). 限流与降级：验证码、排队、只读降级，防止雪崩。

4.3 线程与进程模型

服务端处理连接，现代常见是：

• 多进程 / 多线程 + IO 多路复用（epoll）：一个线程处理大量连接事件；
• CPU 密集（加解密、风控）再丢到线程池；
• 进程适合做隔离与优雅重启，线程适合共享缓存与更轻的上下文切换。

一律用线程服务每个登录过于绝对；更完整的答法是：事件驱动处理连接，工作线程池处理业务，并说明共享数据需要锁或无锁结构。

五、总结

以上腾讯题覆盖了后台 C++ 面试的典型剖面：能写对代码、能讲清机制、能画对架构图。复习时不要只背答案——对每一题准备一个追问应答：复杂度能否再降？有没有边界？线上如何观测与降级？把这三问答顺，现场发挥会稳很多。