预处理和内存管理

1. 什么是预处理？

预处理是 C 和 C++ 语言独有的特色，它允许开发人员定义宏，编译器在编译文件时会首先进行一次预编译，将宏替换成实际定义的内容。

2. 定义一个宏实现两个数的交换

许多人觉得此题非常容易，马上写出了代码，例如：

#define  swap(x, y)  int z = x; x = y; y = z

这样的代码实现了面试题的功能，但是存在一定缺陷。例如，如果程序中已经定义了变量 z ，那么使用 swap 宏时，就会出现 “ 重复定义 ” 的错误。
所以在定义宏时应尽量避免定义额外的变量，例如：

#define  swap(x, y)  x ^= y; y ^= x; x ^= y

或者如果 x + y 不会溢出时，还可以用：

#define  swap(x, y)  x = x + y; y = x - y; x = x - y

3. 简述含参数的宏与函数的区别

• 宏是编译期进行的，编译器在编译程序时，首先进行预编译，也就是将代码中的宏替换为宏定义的内容；而函数是运行期进行的。
• 程序中使用宏不会进行参数类型检查；而函数则会进行参数类型检查。
• 宏只是编译期进行直接替换，不会定义参数类型，不会计算参数表达式；而函数会在栈中定义局部变量和函数参数。
• 宏没有生存期、作用域之类的概念；而函数则有。

4. 编写一个宏 MIN ，返回两个数的较小者

刚看到题目的时候，我会毫不犹豫的写出下面的定义：

#define  MIN(x, y)  (x > y ? y : x)

然而这是一种错误写法，引文宏只是编译期进行直接文本替换。如果使用下面的代码调用宏 MIN ，就会出错：

MIN(a&0x10, b);  // a&0x10 > b ? b : a&0x10;

& 运算符的优先级低于 > 运算符，因此结果会出错。正确的形式应该是：

#define  MIN(x, y)  ((x) > (y) ? (y) : (x))

5. #include <math.h> 和 #include "math.h" 有何区别？

• **#include <math.h> **：表示编译器从标准库路径查找 math.h 文件
• #include "math.h"：表示编译器先查找工程路径，如果没有找到，再查找标准库路径

6. 解释堆和栈的区别

堆和栈实际是一块物理内存，堆主要用来动态分配内存，较大的数据需要在堆中分配。从堆栈内存的低端向上分配；而栈主要存储函数参数、返回值和局部变量，是从堆栈内存的高端向下分配。堆是动态分配，比如用 new 分配，在使用后需要手工释放；栈属于静态分配，在对象使用后无需手动释放内存。

7. 内存的分配方式

内存分配主要有 3 种方式，分别为静态存储区分配、堆分配和栈分配。

• 静态存储区分配是在编译时就确定的。例如，程序中的全局变量或静态变量就存储在静态存储区中。
• 堆分配又称为动态分配，例如程序中使用 new、malloc 函数分配的内存。采用堆分配的内存，用户在使用后需要手动释放该内存，否则会出现内存泄露。
• 栈分配属于静态分配，函数参数、函数返回值等都在栈中进行分配。函数调用后会自动释放栈空间。栈分配的特点是执行效率高，但是空间有限。