别再盲目刷题！C++ 后端面试这样准备，大厂 HR 更认可

为什么要专门分享 C++后端面试题？

后端同学准备面试时，Java 岗位的题库一搜一大把，C++ 后端的面试内容却又散又乱，很难系统整合。

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这份面试题专为 C++ 后端岗位整理，覆盖 8 大核心领域，共计 200 道题，方便你针对性复习。

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C/C++基础（36道）：语言特性、内存管理、STL实现、面向对象等
设计模式（14道）：创建型、结构型、行为型模式及应用
数据结构与算法（35道）：栈、队列、链表、二叉树、动态规划等
操作系统（17道）：进程线程、内存管理、系统调用等
数据库（32道）：MySQL、Redis原理及优化
网络（15道）：TCP/IP、网络编程、IO模型等
分布式与集群（44道）：CAP理论、Kafka、gRPC、etcd、Docker等
设计方案（7道）：海量数据处理、系统设计等

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Part1C/C++（36 道）

这部分是 C++ 后端的 “敲门砖”，面试官常从语法细节、标准库原理和面向对象设计切入，考察基础是否扎实。

1.1、语言

static 和 const 在 C/C++ 里分别有哪些作用？实际项目中怎么用？
引用和指针都能间接访问变量，它们的区别在哪？各自适用什么场景？
野指针很容易导致崩溃，平时写代码时怎么避免出现野指针？
malloc/free 和 new/delete 不是一回事吧？它们的核心区别是什么？如果 malloc 申请空间失败了该怎么处理？
extern 关键字有什么用？比如在多文件编译时怎么用它？
strcpy、sprintf 和 memcpy 都能处理数据拷贝，什么时候用哪个？它们的风险点（比如越界）怎么规避？
C++ 里的强制类型转换有几种？static_cast、dynamic_cast 这些分别用在什么场景？
类什么时候会自动生成默认构造函数？如果自己写了构造函数，默认的还会有吗？
默认拷贝构造函数是在什么情况下生成的？它做的是深拷贝还是浅拷贝？
深拷贝和浅拷贝的区别是什么？什么时候必须自己写深拷贝构造函数？不写会有什么问题？

1.2、标准库

面试官常问：vector 的底层是怎么实现的？核心逻辑是什么？
vector 存数据时，内存不够了会怎么增长？不同编译器下增长策略有区别吗？
用 vector 时，reserve 和 resize 经常搞混，它们的区别到底是什么？
为什么 vector 的元素类型不能是引用？换成指针行不行？
list 的底层是链表吧？它的插入、删除效率为什么比 vector 高？
deque 看起来既能像 vector 随机访问，又能像 list 高效头尾操作，它底层是怎么实现的？
实际项目里，什么时候该用 vector、什么时候用 list、什么时候用 deque？得结合场景说。
priority_queue 是 “优先队列”，底层用什么数据结构实现的？怎么自定义优先级？
map、set 这些关联容器，底层都是红黑树吗？红黑树的核心特性是什么，为什么选它？
unordered_map 和 unordered_set 是哈希表实现的吧？哈希冲突怎么解决？负载因子是什么？
迭代器到底是什么？它有哪几种类型？比如输入迭代器、双向迭代器的区别？
迭代器失效是个大坑，连续存储容器（比如 vector）和非连续存储容器（比如 list）的失效场景分别是什么？怎么处理？
STL 容器是线程安全的吗？多线程下用 vector 怎么保证安全？

1.3、面向对象

面向对象的三大特征是封装、继承、多态，能分别说说它们的作用吗？
C++ 的多态是怎么实现的？虚函数表和虚指针在其中起了什么作用？
菱形继承（多继承时父类重复）会导致二义性，怎么解决这个问题？
函数重载和函数重写经常被问，它们的区别是什么？分别在什么场景用？
运行期多态的实现原理是什么？编译期多态呢（比如模板）？
调用虚函数时，程序是怎么找到具体要执行的函数的？过程是什么样的？
子类继承父类后，构造函数和析构函数的执行顺序是怎样的？析构函数为什么要设为虚函数？
类的虚函数表和虚指针（vptr）是在什么时候创建的？存在内存的哪个区域？
智能指针有哪些种类？shared_ptr、unique_ptr、weak_ptr 分别用在什么场景？怎么避免循环引用？
你用过 C++11 的哪些新特性？比如 lambda 表达式、右值引用这些，实际项目中怎么用的？
动态库和静态库的区别是什么？编译、链接、运行时的表现有什么不同？
左值引用和右值引用的区别是什么？右值引用为什么能提高效率？移动语义是怎么回事？

Part2设计模式（14 道）

这部分考察 “代码设计能力”，面试官会问设计原则、常用模式的场景，重点看你能不能把模式落地到实际开发。

2.1、设计原则：考察基础设计思想

面向对象设计有哪些核心原则？比如开闭原则、单一职责原则这些。
开闭原则是 “对扩展开放、对修改关闭”，哪些设计原则和它相关？比如里氏替换原则和它的关系是什么？
里氏替换原则说的是什么？如果不遵守，代码会有什么问题？
迪米特原则（最少知道原则）的核心是什么？实际写代码时怎么体现？
依赖倒置原则是 “依赖抽象不依赖具体”，怎么做到？比如用接口还是用基类？

2.2、创建型模式：考察对象创建方式

单例模式在多线程下会有线程安全问题吗？怎么实现一个线程安全的单例？
工厂模式和抽象工厂模式有什么区别？比如造 “手机”，什么时候用工厂，什么时候用抽象工厂？

2.3、结构型模式：考察类与对象的组合

代理模式是 “替别人做事”，实际场景比如什么？比如远程代理、保护代理的例子。
装饰器模式能动态给对象加功能，它和继承的区别是什么？比如给 “咖啡” 加奶泡，用装饰器怎么实现？
组合模式是处理 “整体 - 部分” 关系的，比如文件系统里的文件夹和文件，怎么用组合模式设计？
责任链模式是 “链式处理请求”，比如审批流程，怎么用这个模式实现？

2.4、行为型模式：考察对象间的通信

模板方法模式是 “父类定流程，子类填细节”，比如做蛋糕的流程，能举个例子吗？
策略模式是 “替换算法”，比如排序算法，怎么用策略模式让用户选不同的排序方式？
观察者模式是 “发布 - 订阅”，比如公众号和粉丝，它的核心角色有哪些？怎么实现？

Part3数据结构与算法（35 道）

这部分是 “硬通货”，大厂必考，重点看你能不能用基础数据结构解决实际问题，算法题要能说清思路。

3.1、栈与队列：考察基础数据结构操作

用两个栈怎么实现一个队列？入队和出队的逻辑分别是什么？
怎么实现一个包含 min 函数的栈，而且 min 的时间复杂度是 O (1)？
队列的最大值怎么求？比如随时能返回当前队列里最大的元素。
给一个栈，怎么用另一个栈实现它的排序？比如把栈里的元素从小到大排。
只能用递归函数和栈操作，怎么把一个栈里的元素逆序？比如原来 1、2、3，逆序后 3、2、1。

3.2、链表：考察链表操作与边界处理

怎么找链表中倒数第 k 个节点？比如链表长度不确定，能不能只遍历一次？
链表有环吗？如果有，怎么找到环的入口节点？
反转链表的思路是什么？迭代和递归两种方式都能写吗？
从尾到头打印链表，不能改变链表结构，怎么实现？
两个链表可能有公共节点（比如 Y 型结构），怎么找第一个公共节点？

3.3、字符串：考察字符串处理与逻辑

字符串里第一个只出现一次的字符怎么找？比如 “abaccdeff” 里的 'b'。
最长不含重复字符的子字符串长度是多少？比如 “abcabcbb” 的最长是 3。
字符串的全排列怎么求？比如 “abc” 的所有排列组合。
怎么反转字符串？比如 “hello” 变成 “olleh”，如果是反转单词（“the sky is blue”→“blue is sky the”）呢？
把数字翻译成字符串，比如 12 可以译成 “ab” 或 “l”，有多少种翻译方式？

3.4、二叉树：考察树的遍历与结构理解

给前序和中序遍历结果，怎么重建二叉树？比如前序 [1,2,4,7,3,5,6,8]、中序 [4,7,2,1,5,3,8,6]。
给定二叉树的一个节点，怎么找它的下一个节点（中序遍历的下一个）？
怎么判断一棵树是不是另一棵树的子结构？比如树 A 的结构和值都包含在树 B 里。
二叉树的镜像怎么求？比如把每个节点的左右子树交换。
怎么判断一棵二叉树是不是对称的？比如根节点的左子树和右子树镜像对称。
从上到下打印二叉树，是层序遍历吧？如果要求每一层打印一行呢？
二叉树怎么序列化和反序列化？比如把树转成字符串，再从字符串恢复成树。
二叉树的深度怎么求？递归和迭代方式都可以吗？
二叉树的第 k 大节点怎么找？比如二叉搜索树的第 k 大。
树中两个节点的最低公共祖先（LCA）是谁？比如普通二叉树和二叉搜索树的找法有区别吗？

3.5、动态规划与贪心：考察算法思维

剪绳子问题：把长度为 n 的绳子剪成 m 段，每段长度乘积最大是多少？
怎么统计一个整数的二进制表示中 1 的个数？比如 6（110）有 2 个 1。
矩阵的最小路径和：从左上角到右下角，只能右或下走，路径和最小是多少？
换钱的方法数：给定金额和硬币面额，有多少种凑钱方式？
换钱的最少货币数：同样凑金额，最少需要几枚硬币？
最长公共子序列（LCS）怎么求？比如 “abcde” 和 “ace” 的 LCS 是 3。
最长公共子串怎么求？和子序列有什么区别？
数组中的最长连续序列：比如 [100,4,200,1,3,2] 的最长是 4（1,2,3,4）。
最长递增子序列（LIS）：比如 [10,9,2,5,3,7,101,18] 的 LIS 是 4。
最小编辑代价：把字符串 A 改成字符串 B，插入、删除、替换的代价分别是 a、b、c，最小代价是多少？

Part4操作系统（17 道）

这部分考察 “底层基础”，大厂尤其看重，会问进程线程、内存管理的核心逻辑，看你能不能理解系统运行机制。

4.1、进程与线程：考察调度与通信

进程和线程的核心区别是什么？比如资源占用、切换开销这些。
操作系统里，进程切换和线程切换的过程分别是什么？哪个更快？
能说说系统调用的完整过程吗？比如从用户态到内核态的切换。
后台进程（守护进程）有什么特点？如果让你写一个守护进程，需要做哪些步骤（比如脱离终端）？
进程间通信（IPC）有哪些方式？管道、消息队列、共享内存这些，分别用在什么场景？
操作系统的进程调度策略有哪些？比如先来先服务、短作业优先、时间片轮转。
线程同步的方式有哪些？互斥锁、信号量、条件变量的区别是什么？
CAS 是 “比较并交换”，它是怎么实现线程同步的？有什么缺点（比如 ABA 问题）？
CPU 执行指令的流程是什么？取指、译码、执行这些步骤，怎么和内存交互？

4.2、内存管理：考察地址与分配

用户态和核心态的区别是什么？为什么要有这两个状态？怎么切换？
操作系统的内存管理有哪几种方式？比如分区管理、分页管理、分段管理。
分页和分段的区别是什么？比如分页是 “固定大小”，分段是 “按逻辑”。
页面置换算法有哪些？比如 LRU、FIFO、Clock 算法，各自的优缺点？
虚拟内存是什么？它解决了什么问题（比如内存不够用）？
为什么虚拟地址空间切换会耗时？比如页表切换、TLB 失效的影响。
虚拟内存和物理内存是怎么对应的？页表在其中起了什么作用？
请求页面置换策略有哪些？比如预调页和请求调页的区别，它们用什么算法解决缺页问题？

Part5数据库（32 道）

这部分是 “后端必备”，MySQL 和 Redis 是重点，考察索引、事务、缓存问题，看你能不能应对实际业务中的数据存储需求。

5.1、MySQL：考察底层与优化

数据库的三大范式是什么？实际设计表的时候，一定要遵守吗？
线上 MySQL 的 CPU 突然飙升，怎么定位问题？比如先看慢查询日志。
怎么定位并优化慢 SQL？比如用 explain 看执行计划，索引怎么加？
视图是什么？为什么要用视图？它的优缺点是什么？
一条 SQL 语句从发出去到执行完成，MySQL 内部的流程是什么？比如连接器、分析器、优化器。
索引在哪些情况下会失效？比如用了函数、不等于、左模糊匹配。
建索引的目的是什么？但建索引也有代价，代价是什么（比如写操作变慢）？
主键索引和唯一索引的区别是什么？它们的存储结构有差异吗？
聚集索引和非聚集索引的区别是什么？InnoDB 里的主键索引是哪种？
覆盖索引是什么意思？比如查询 “select id,name from user where age=20”，怎么建覆盖索引？
回表查询是什么？什么时候会发生？怎么避免？
索引的最左匹配规则是什么？比如联合索引（a,b,c），查 b 和 c 为什么走不了索引？
索引下推（ICP）是什么原理？它能提高查询效率吗？为什么？
InnoDB 和 MyISAM 的区别是什么？比如事务支持、锁粒度、存储结构。
索引为什么要用 B + 树，而不是二叉树或 B 树？从查询效率、磁盘 IO 角度说。
数据库事务的 ACID 特性分别是什么？能解释下每个特性的含义吗？
脏读、幻读、不可重复读分别是什么意思？怎么产生的？用什么隔离级别能解决？
不可重复读和幻读经常分不清，它们的区别是什么？
SQL 注入是什么原理？比如输入 “' or 1=1 #”，怎么避免（比如预编译）？
MySQL 死锁怎么产生的？比如两个事务互相等对方的锁，怎么排查和解决？
MVCC 是 InnoDB 实现隔离级别的核心，它的底层原理是什么？ undo 日志、Read View 起了什么作用？

5.2、Redis：考察缓存与高可用

Redis 是什么？它的应用场景有哪些？比如缓存、分布式锁、计数器。
Redis 支持哪些数据类型？string、hash、zset 这些，它们的底层实现分别用了什么数据结构？
同样数量的数据，用 hash 存储和用 zset 存储，哪个占空间更少？为什么？
基于 Redis 怎么实现限流？比如计数器法、滑动窗口法、令牌桶法。
Redis 为什么是单线程的？这里说的 “单线程” 指的是哪个线程？它为什么这么快？
用 Redis 实现分布式锁的步骤是什么？有什么缺陷（比如死锁、误删）？怎么解决？
Redis 怎么做到高可用？主从复制、哨兵、集群这三种方案的区别是什么？
Redis 的持久化机制有哪些？RDB 和 AOF 的优缺点分别是什么？怎么选？
缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿分别是什么问题？怎么解决？比如雪崩用熔断，穿透用布隆过滤器。
Redis 的内存淘汰策略有哪些？比如 volatile-lru、allkeys-lfu，什么时候用哪个？
Redis 的事务和 MySQL 的事务不一样吧？它的 “事务” 是怎么实现的？能保证原子性吗？

Part6网络（15 道）

这部分考察 “通信基础”，后端天天和网络打交道，会问 IO 模型、TCP 原理，看你能不能写出高效的网络程序。

6.1、网络编程：考察模型与实践

Reactor 网络编程模型是什么？比如主从 Reactor、单 Reactor 多线程的区别？
Reactor 和 Proactor 模型的核心区别是什么？分别适合什么场景？
网络编程中，怎么判定一个连接已经断开了？比如心跳包、读事件返回 0。
服务器接收客户端连接有几种方式？比如阻塞 accept 和非阻塞 accept。
为什么用户态程序要自己设置读写缓冲区？内核不是有缓冲区吗？

6.2、网络原理：考察 TCP/IP 与 IO

IO 多路复用里的水平触发（LT）和边缘触发（ET）有什么区别？如果 ET 模式下，socket 读了 200 字节就不处理了，剩下的 300 字节还能读到吗？
查看网络状态时，CLOSE_WAIT 和 TIME_WAIT 这两个状态是什么意思？怎么排查这两种状态过多的问题？它们存在的意义是什么？
TCP 三次握手的过程能说说吗？为什么不能是两次握手？会有什么问题（比如失效的连接请求）？
TCP 四次挥手的过程是什么？TIME_WAIT 状态为什么要等 2MSL 时间？
连接的半打开和半关闭状态分别是什么意思？怎么产生的？
Linux 下的 IO 模型有哪几种？阻塞 IO、非阻塞 IO、IO 多路复用这些的区别？
阻塞 IO 和非阻塞 IO 的核心区别是什么？非阻塞 IO 是不是就比阻塞 IO 好？
select、poll、epoll 这三个 IO 多路复用函数的区别是什么？比如文件描述符上限、效率。
为什么边缘触发（ET）一定要搭配非阻塞 IO 使用？用阻塞 IO 会有什么问题？
能详细说说 IO 多路复用的机制吗？比如 epoll 是怎么实现 “监听多个 fd” 的？