2026年计算机编程语言C进阶考试题

2026年计算机编程语言C++进阶考试题一、选择题（每题2分，共20题）说明：下列每题只有一个正确答案。1.在C++中，以下哪个关键字用于声明一个类的私有成员？A.publicB.protectedC.privateD.internal2.关于模板的描述，以下哪项是正确的？A.模板必须定义在头文件中B.模板函数只能在一个文件中实现C.模板类不支持默认参数D.模板实例化后会产生冗余的代码3.在C++中，`std::mutex`与`std::recursive_mutex`的主要区别是什么？A.`std::recursive_mutex`允许同一个线程多次锁定B.`std::mutex`比`std::recursive_mutex`更高效C.`std::mutex`支持继承，而`std::recursive_mutex`不支持D.两者没有区别，只是命名不同4.关于C++11中的右值引用，以下哪项描述是错误的？A.右值引用可以用`&&`后缀声明B.右值引用主要用于移动语义优化C.右值引用可以绑定到左值D.右值引用不支持拷贝构造5.在C++中，`std::async`与`std::thread`的主要区别是什么？A.`std::async`可以自动管理线程生命周期B.`std::thread`比`std::async`更高效C.`std::async`只能用于CPU密集型任务D.`std::async`不支持同步操作6.关于智能指针，以下哪项是正确的？A.`std::unique_ptr`可以被复制，但`std::shared_ptr`不能B.`std::weak_ptr`可以直接指向原始对象C.`std::shared_ptr`的引用计数会增加，而`std::unique_ptr`不会D.智能指针不支持动态内存分配7.在C++中，`constexpr`关键字的主要作用是什么？A.用于声明常量表达式B.用于动态内存分配C.用于声明虚函数D.用于模板元编程8.关于RAII（ResourceAcquisitionIsInitialization）原则，以下哪项描述是错误的？A.RAII通过对象生命周期管理资源B.RAII主要依赖堆内存分配C.RAII适用于文件操作和锁管理D.RAII可以防止资源泄漏9.在C++中，`std::optional`的主要作用是什么？A.用于处理可能为空的值B.用于类型转换C.用于异常处理D.用于泛型编程10.关于C++20中的概念（Concepts），以下哪项描述是错误的？A.概念可以约束模板参数的类型B.概念不支持模板特化C.概念可以通过`requires`关键字声明D.概念可以提高代码可读性二、填空题（每空1分，共10空）说明：请将正确答案填写在横线上。1.在C++中，`auto`关键字用于声明________类型。2.`std::lock_guard`是用于________的RAII类。3.C++11中引入的右值引用用________后缀声明。4.`std::async`返回一个`std::future`对象，用于________结果。5.`std::weak_ptr`用于解决`std::shared_ptr`的________问题。6.`constexpr`函数必须满足________条件。7.RAII原则的核心是________生命周期管理资源。8.`std::optional`可以表示一个值可能为________或未定义。9.概念通过________关键字声明，用于约束模板参数。10.C++20中的`consteval`关键字用于声明________函数。三、简答题（每题5分，共4题）说明：请简要回答下列问题。1.简述C++11中右值引用与左值引用的区别。2.解释RAII原则如何防止资源泄漏。3.描述`std::async`与`std::thread`的主要区别。4.说明`std::weak_ptr`的作用及其使用场景。四、编程题（每题15分，共2题）说明：请根据要求完成下列编程任务。1.编写一个模板类`ArrayStack`，实现栈的基本操作（push、pop、top、empty）。要求：-使用`std::vector`作为底层存储。-支持泛型数据类型。-在栈满时自动扩容。2.编写一个函数`findMax`，使用C++11的`std::optional`返回给定数组中的最大值。要求：-如果数组为空，返回`std::nullopt`。-如果数组非空，返回最大值。-使用`constexpr`确保返回值的类型安全。答案与解析一、选择题答案1.C解析：`private`关键字用于声明类的私有成员，只有类内部成员和友元函数可以访问。2.A解析：模板必须定义在头文件中，否则无法在编译时实例化。其他选项描述错误。3.A解析：`std::recursive_mutex`允许同一个线程多次锁定，而`std::mutex`不支持。4.C解析：右值引用只能绑定到右值（临时对象），不能绑定到左值。5.A解析：`std::async`可以自动管理线程生命周期，而`std::thread`需要手动`join`或`detach`。6.C解析：`std::shared_ptr`通过引用计数管理对象生命周期，而`std::unique_ptr`是唯一所有者。7.A解析：`constexpr`用于声明常量表达式，编译时计算值。8.B解析：RAII通过对象生命周期管理资源，主要依赖栈内存分配，而非堆内存。9.A解析：`std::optional`用于处理可能为空的值，提供更安全的空值处理。10.B解析：概念支持模板特化，可以通过`requires`关键字声明。二、填空题答案1.推断2.锁3.`&&`4.异步5.循环引用6.常量表达式7.对象8.空值9.`requires`10.编译时三、简答题答案1.右值引用与左值引用的区别：-左值引用（`&`）绑定到持久对象，可以出现在赋值语句左侧。-右值引用（`&&`）绑定到临时对象（右值），只能出现在赋值语句右侧。-右值引用主要用于移动语义优化，避免不必要的拷贝。2.RAII如何防止资源泄漏：RAII通过对象生命周期管理资源，对象构造时获取资源，析构时释放资源。当对象离开作用域时自动调用析构函数，确保资源被正确释放，防止泄漏。3.`std::async`与`std::thread`的区别：-`std::async`自动管理线程生命周期，返回`std::future`对象用于异步结果。-`std::thread`需要手动`join`或`detach`，否则线程资源可能泄漏。-`std::async`支持`std::launch::async`和`std::launch::deferred`模式。4.`std::weak_ptr`的作用及使用场景：-作用：解决`std::shared_ptr`的循环引用问题，可以安全观察对象而不拥有它。-使用场景：与`std::shared_ptr`配合使用，通过`std::weak_ptr`解除循环引用，避免内存泄漏。四、编程题答案1.`ArrayStack`模板类实现：cppinclude<vector>include<stdexcept>template<typenameT>classArrayStack{public:voidpush(constT&value){data.push_back(value);}Tpop(){if(empty()){throwstd::out_of_range("Stackisempty");}Tvalue=data.back();data.pop_back();returnvalue;}Ttop()const{if(empty()){throwstd::out_of_range("Stackisempty");}returndata.back();}boolempty()const{returndata.empty();}private:std::vector<T>data;};2.`findMax`函数实现：cppinclude<optional>include<vector>template<typenameT>std::optional<T>findMax(conststd::vector<T>&vec){if(vec.empty()){returnstd::nullopt;}TmaxVal=vec[0];for(constT&val:vec){if(val>maxVal){maxVal=val;}}returnmaxVal;}constexprstd::optional<int>findMaxConstexpr